淺談水泥廠電纜選型

慎建軍 王 立 潘世全 顏 妍 栗 克

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

淺談水泥廠電纜選型

慎建軍 王 立 潘世全 顏 妍 栗 克

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

通過水泥廠電纜選型比較，探討合理的電纜選型對(duì)節(jié)能減排的意義。

水泥廠；電纜選型；節(jié)能減排

我國(guó)是水泥生產(chǎn)和消耗大國(guó)，水泥產(chǎn)量近年來一直穩(wěn)居世界第一位，作為高能耗、高污染的行業(yè)，水泥行業(yè)一直是節(jié)能減排重點(diǎn)行業(yè)。電纜作為傳輸電能的載體,由于其本身有一定的電阻及電抗,在傳輸電能的過程中需消耗一定的電能，這部分電能常被設(shè)計(jì)者及企業(yè)忽視。不合理的電纜選型耗費(fèi)的電能不但增加企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本,亦對(duì)企業(yè)節(jié)能減排不利。

1 電纜選型依據(jù)

電纜選型主要有按載流量與按經(jīng)濟(jì)電流選擇截面兩種選型方法。其中，按載流量選擇電纜是比較常用的選型方法，即按照載流量選擇截面，然后對(duì)選擇截面進(jìn)行短路、壓降等校驗(yàn)，按照此選型方法選擇的電纜造價(jià)較低，也是現(xiàn)階段電纜設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。而電纜在其整個(gè)壽命周期，除了造價(jià)因素外，還有運(yùn)行電能損耗。按經(jīng)濟(jì)電流選擇截面即為電纜初始投資與電纜壽命周期運(yùn)行線路損耗之和最小的截面范圍，此電纜選型方法在設(shè)計(jì)中較少使用。

2 按經(jīng)濟(jì)電流選擇電纜截面

按經(jīng)濟(jì)電流選擇電纜截面除了計(jì)算初始投資外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)導(dǎo)體損耗費(fèi)用，二者之和最小。可轉(zhuǎn)換為年運(yùn)行費(fèi)用，即電纜在壽命周期內(nèi)年折舊維護(hù)費(fèi)用與電能損耗之和，如圖1。

圖1 年運(yùn)行費(fèi)用與導(dǎo)體截面關(guān)系曲線

表1 0.6/1 kV低壓電纜的經(jīng)濟(jì)電流范圍上限值

在一定的運(yùn)行條件下，每一線芯都有一個(gè)經(jīng)濟(jì)電流范圍，以0.6/1 kV低壓電纜為例，其經(jīng)濟(jì)電流范圍如表1所示。

3 電纜選型及造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比

假設(shè)水泥廠有一380 V饋電線路，負(fù)荷計(jì)算電流60 A，供電距離100 m，當(dāng)?shù)仉妰r(jià) 0.60元/kWh，年工作時(shí)間6 000 h，環(huán)境溫度35℃，電纜6根無間距在梯架敷設(shè)，電纜選用交聯(lián)聚乙烯電力電纜5芯電纜。

如按照載流量選擇電纜，根據(jù)敷設(shè)方式得知載流量校正系數(shù)為0.79，根據(jù)電流載流量數(shù)據(jù)選擇電纜截面為16 mm2。如按照經(jīng)濟(jì)電流選擇電纜，由表1可得，經(jīng)濟(jì)電流的上下限分別為49.3～61 A，電纜截面選取50 mm2，短路及壓降等校驗(yàn)略。

100 m電纜造價(jià)3×50+2×25 mm2電纜約比5×16 mm2高8 000元，下面計(jì)算兩種電纜線路運(yùn)行損耗，線路損耗計(jì)算公式為:

△P=3I2R

其中:I——負(fù)荷電流，A；R——導(dǎo)線電阻，Ω。

16 mm2與35 mm2交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜電阻分別為 1.359 Ω/km 與 0.435 Ω/km（80 ℃下），由公式可知， 選擇 5×16 mm2與 3×50+2×25 mm2電纜線路損耗分別為1.4 kW與0.4 kW，年耗電量5×16 mm2比 3×50+2×25 mm2約多出 6 000 kWh，多損耗電費(fèi)約3 600元。即若按經(jīng)濟(jì)電流選型，約2.2年節(jié)約的電費(fèi)即可抵消多出的電纜造價(jià)，以后每年線路損耗節(jié)約電費(fèi)約3 600元。

4 結(jié)語

由以上對(duì)比分析可知，按經(jīng)濟(jì)電流進(jìn)行電纜選型雖然初期投資較大，但節(jié)約的線路電能損耗很快便可以抵消多出的投資費(fèi)用，對(duì)水泥廠節(jié)能減排，降低運(yùn)營(yíng)成本非常有利。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)僅一條4 000 t/d熟料線動(dòng)力電纜就約有90 000 m，若按照經(jīng)濟(jì)電流進(jìn)行電纜選型，節(jié)約的電能將是非常可觀的數(shù)字，因此水泥廠的電纜選型建議采用按經(jīng)濟(jì)電流選型。

[1]工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)(第四版)[M].中國(guó)電力出版社,2016,12.

[2]GB 50295-2016,水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB 50433-2007,水泥工廠節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范[S].