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1.1 償還年限經(jīng)濟技術分析法

對工程經(jīng)濟效益的分析方法有很多種，如：

（1）償還年限法；

（2）等年度費用法；

（3）現(xiàn)值比較法等。

償還年限法是直接比較兩個技術上可行的方案在多長時間內(nèi)可以通過其年運行費的節(jié)省，將多支出的投資收回來，它的目的就是找出******方案。

如果方案1的投資F₁低于方案2的投資F₂，而方案1的年運行費Y₁高于方案2的年運行費Y₂。這時就要正確權衡投資和年運行費兩個方面的因素，即應計算選擇投資高的方案的償還年限N。

N=（F₂-F₁）/（Y₁-Y₂）年  （3）

如果年值較小，如只有二、三年，則顯然初投資高的方案經(jīng)濟。若N值較大，如十年左右，那就償還年限太長，投資長期積壓，初投資高的方案就不經(jīng)濟了。因此，償還年限法的關鍵在于合理地確定標準的償還年限NH。一般我國的電力設計通常取5-6年。在方案比較時，把計算的償還年限N與標準償還年限NH作比較，若N=NH，則認為兩個方案均可；若N<NH，則認為投資高的方案優(yōu)于投資低的方案，若N>NH，則相反。

1.2 利用償還年限法選擇電纜截面

現(xiàn)以380V動力配電電纜為例，取一些典型情況進行計算（實例見附錄圖紙《商鋪導線選擇計算書》）。

設回路負荷P1、P2、P3、P4、P5的線路長度都為100m，計算電流（即線路長期通過的******負荷電流）分別為7.5A、50A、100A、150A、210A，根據(jù)敷設要求，選用YJV電力電纜沿橋架敷設。

第一步：查閱相關資料，按常規(guī)方法，即按發(fā)熱條件選擇電纜截面，并校驗電壓損失，其初選結果如表4所示。為了簡化計算，此表中數(shù)據(jù)是取功率因數(shù)0.8時計算得出的，實際上一般情況下用電設備的功率因數(shù)都低于0.8。所以，實際的電壓損失與計算值各有不同，但基本不影響對于截面的選擇。

             電纜參數(shù)初選結果           表4

上表中電纜截面是按發(fā)熱條件選取的，所選截面均滿足電壓損失小于5%的要求。這種選擇方案自然是技術上可靠，節(jié)省有色金屬，初投資也是最低的。但是，因截面小而電阻較大，投入運行后，線路電阻年浪費電能較多，即年運行費用較高。那么，適當?shù)脑龃蠼孛媸欠衲芨纳七@種情況呢？加大幾級截面才最為經(jīng)濟合理呢？

第二步：多種方案比較。

首先，對P1回路適當增加截面的幾種方案進行比較：

方案1：按發(fā)熱條件選截面，即3X2.5mm²。

方案2：按方案1再增大一級截面，即3X4 mm²。

接下來分別計算兩種方案的投資與年運行費。為簡化計算，僅比較其投資與年運行費的不同部分。就投資而言，因截面加大對直埋敷設，除電纜本身造價外，其它附加費用基本相同，故省去不計。年運行費用中的維護管理實際上也與電纜粗細無多大關系，可以忽略不計，折舊費也忽略不計，所以：

方案1的初投資F₁=電纜單價X電纜長度=3500^①元/kmX0.1/km=350元。

方案2的初投資F₂=電纜單價X電纜長度=3800元/kmX0.1/km=380元。

方案1的年電能損耗費D₁=年電能消費量X電度單價=△AkwhX0.8。

式中：△A=3I²_JS*R₀*L*τ10^-3kwh

R₀-線路單位長度電阻（YJV-0.6/1KV-2.5mm² R₀=9.16/km）；

L-線路長度；

I_JS-線路計算電流；

τ-年******負荷小時數(shù)，這里取3000h（按8小時計算）。

于是：

D₁=△AX0.8=3X7.5²*0.916*0.1*3000*0.8*10^-3=37元

所以，方案1的年運行費Y₁即是年電能損耗費37元。

按與上面相同的方法可求得方案2的年運行費（計算略）為30.7元。

顯然，方案2投資高于方案1，但年運行費卻低于方案1，其償還年限N為：

N=（F₂-F₁）/（Y₁-Y₂）=（380-350）/（37-30.7）=4.7年

可見，償還年限小于5年，說明方案2優(yōu)于方案1，方案2的多余投資在3年左右就可通過節(jié)省運行費而回收。也就是說，人為增加一級截面是經(jīng)濟合理的。那么增大兩或三級，甚至更多，其經(jīng)濟效果如何，是否更加經(jīng)濟？下面作類似計算比較。

現(xiàn)在根據(jù)表5的結果，將方案3與方案2比較，方案3的投資高于方案2，但年運行費用少，其償還年限為：

N’=（409-380）/（30.7-26）=6.17年

顯然，因償還年限超過標準償還年限5年，故投資高的方案是

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①因近來銅價不穩(wěn)定，所以這里采用的是2004年銅價未漲時的電纜價格。

不合理的，即投資方案2優(yōu)于方案3。

同樣，方案4與方案3比較，方案4的償還年限遠遠高于方案3的：

N’’=（499-409）/（26-21）=18年

             P1回路電纜選擇方案比較   表5

通過以上分析計算，最終可以確定方案2（即按發(fā)熱條件選出截面之后，再人為加大一級）是該回路選擇截面的******方案。對其它P2-P5線路經(jīng)過上述計算方法均可以得出同樣結論，這里不再一一贅述。

因此，我認為在選擇電纜截面時，按發(fā)熱條件選出后，再人為加大一級，從經(jīng)濟學的角度看是明顯有效益的；從技術角度看，增大電纜截面，線路壓降減小，從而提高了供電質(zhì)量，而且截面的增大也為系統(tǒng)的增容創(chuàng)造了有利的條件。

但是，當負荷電流較小（I_JS<5A）時，通過計算可以發(fā)現(xiàn)：沒有必要再加大截面。因為負荷電流較小，所產(chǎn)生的線路損耗也較小，增大截面而多投資的部分，需要5年以上才能回收，故此時只需按發(fā)熱條件選擇即可。

1.3 總結

1.3.1 按投資年限法選擇電纜截面

首先，按發(fā)熱條件選出允許截面，然后再加大一級，當負荷計算電流小于5A時就不必加大截面了。當然，電壓損失仍要計算，如損失超過允許的5%時，可以增大一級。

1.3.2 線路長短與償還年限無關

前面計算過程中為簡化計算而把電纜長度均設為100m，實際上，線路長度對比較結果是沒有影響的，下面把償還年限公式展開：

N=[α₂L/3I²_JS*R₁₀*L*τ*d10^-3]-[ α₁L/3I²_JS*R₂₀*L*τ*d10^-3]

其中：

L-線路長度（km）；

R₁₀、R₂₀-兩種電纜單位長度電阻（Ω/km）；

d-電度單價（元/kwh）。

公式的分母、分子都有線路長度L，顯然可以消掉。因此，償還年限的計算結果與電纜長度無關。這一點很有意義，因為無論線路長短，都可以用該方法選擇電纜導線的截面。

參考文獻

[1] 《電氣和智能建筑》雜志

[2] 《全國民用建筑工程設計技術措施》（電氣），中國計劃出版社

[3] 《工程經(jīng)濟學》

[4] 《工廠配電設計手冊》，水電部出版社

[5]  電線電纜技術、規(guī)格參數(shù)