建筑电气设计电缆的选择浅谈

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年第6期   作者: 陈奕光
[导读] 电缆在整个建筑配电中占较大的造价比重,电能传输过程线缆电能以热能损耗也不容乐观

        摘要:电缆在整个建筑配电中占较大的造价比重,电能传输过程线缆电能以热能损耗也不容乐观,针对低压配电线路电能损耗这一问题,提出降低工程成本、从经济节能的角度合理的选取导线的形式及截面降低配电线路电能损耗。本文采用对比分析的方法,从经济节能的角度下探究不同负荷下导线截面的经济效益选择,通过比较分析得出合理的增加导线的选择,在一定程度可以降低投入运行后的运营成本满足经济合理原则。
        关键词:低压电缆;电缆损耗;经济节能;电缆选型
1 概述
         随着经济的快速增长人们生活水平提高对能源的需求也随之增加,特别是电能应用行业范围及广,政府也在积极引导电能汽车发展,由此可见电能的需求量还会加速增长。中国是第二大电能源消费国,对电缆的选型及电能损耗的研究有着很大的经济意见。
2 配电线路电力电缆截面经济效益分析
         为降低电能在传输过程中的电能损耗,本文章从经济效益的角度着手,分析选取何种导线截面最能满足经济效益的需要。现以某一供电A点分别向3个不同用户输送电能为例进行计算比较分析,分别设立3个不同方案。不妨假设方案1方案2方案3,这3种不同用户负荷大小分别为5千瓦、35千瓦、60千瓦,环境温度条件+25℃、供电点供电电压220/380V、供电距离长度为350米 、负荷功率因数0.6均相同。假定3个方案都只计及导线的有功损耗,且三相负荷均平衡,不考虑其他未知条件。
2.1 导线截面选取
         2.1.1 按载流量选择导线截面
         依据计算电流大小参照《电力工程电缆设计标准》GB 50217-2018选择在+25℃环境温度时导线的安全载流量,按安全载流量需大于计算电流来初步确定导线截面。本次所有方案统一采用铜绞线。
         2.1.2 按允许电压降校验导线截面
         依据《低压配电设计规范》GB50054-2011三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%,即计算出来的电压损失百分值只要在其范围内则满足规范要求,否则重选导线截面。
         2.1.3 按机械强度校验
         《民用建筑电气设计手册》JGJ16-2008规范要求,380V低压配电网架空铜绞线的最小截面不得小于10mm2。因此只要所选截面需大于10mm2才能满足规范要求。
         按照《民用建筑电气设计手册》提供的方法,计算电流、电压损失百分比数值大小,三个方案导线截面计算结果见下表1所示:
        
2.2 经济节能导线截面的选取
         在满足上面载流量和机戒强度的情况下(篇幅有限暂时不讨论热稳定校验、保护灵敏度校验),可以加大导线的截面来降低电能损耗,但增大导线截面也相应增加导线投入成本,因此要做方案的经济行分析比较。为探究经济导线截面积的选取,本文设定三个方案通过对比,其中方案1负荷较小方案2负荷中等,方案三负荷较大,每个方案都在原有基础上分别增大导线截面一级、二级、三级,不同横截面下导线的年电能损耗分别进行计算,再对其进行技术经济比较(按照目前的市场价40元/kg,电价0.58元/(kWh)),三个方案计算具体数据见表2所示。
        
         由表2数据可知:方案1中随着导线截面积增加,年节约电量却并不多,回收年限7.6年以上,小负荷的情况下增大导线截面并不经济;方案2方案3随着导线截面积增加,年节约电量越来越多一次投资回收周期相应增加,但回收周期都在一年内属于经济载流范围。
3.电缆选型
         3.1电缆的绝缘水平、电缆的材质、电缆的绝缘和护套材料选用按《工业与民用配电设计手册》选用一般设计人员都能合理选用。
         3.2电缆芯数:采用TN-C-S系统比TN-S能节约电缆成本,特别是多栋建筑从低压柜至各栋单体建筑出线电缆很多,采用3+1型节约成本较明显。建筑很多设备是三相设备比如地下排水泵、风机。很设计人员习惯性按5芯线配线,如果没单相照明等用电电器,按4芯配线是合理的。有些需要远程控制或消防联动的设备,是有380V控制元器件并且国家标准图集也有相应的380V控制、联动的做法。照明和设备共用的设备房因为主要的用电设备是三相设备N线没有电流,经校验保护的灵敏度可以采用3+2型电缆。
结束语
         通过以上分析论述得出以下结论,在低压配电线路电线电缆截面选择过程中,为达到经济的效果,在选择导线截面时,对于负荷较小的供电点,不必要增加导线截面;对于经常用负荷较满的电缆,导线截面宜在正常基础上增大一级。 电缆芯数宜按设备的实际需求选用最少芯数电缆节约成本。
参考文献
[1]戴瑜兴,黄铁兵,梁志超.民用建筑电气设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2008:367-372.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ242-2011.住宅建筑电气设计规范[S].
[3][1]胡凯.建筑电气工程施工中的漏电保护技术分析[J].门窗,2017(2):107.
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