Ekonomiczna gęstość prądu, dobór przekroju kabla według ekonomicznej gęstości prądu

Koszty związane z eksploatacją systemów przesyłowych energii elektrycznej dzielą się na kilka składowych:

• koszt strat w liniach iw transformatorach;

• odpisy amortyzacyjne;

• koszty bieżących napraw;

• wynagrodzenie pracowników.

Utrata energii

Koszt strat linii jest powiązany z dwoma parametrami: wielkością rocznych strat oraz kosztem jednostkowym traconej energii elektrycznej. Wielkość strat jest bezpośrednio związana ze współczynnikiem mocy obciążenia. W rzeczywistości przy tym samym poborze mocy czynnej prąd w linii okazuje się być odwrotnie proporcjonalny do współczynnika mocy, dlatego straty mocy będą odwrotnie proporcjonalne do kwadratu współczynnika mocy:

Tak więc, aby zmniejszyć aktywne straty w liniach, konieczne jest zwiększenie współczynnika mocy obciążenia, jeśli to możliwe. W szczególności transformatory muszą być w pełni obciążone, a silniki nie mogą pracować bez obciążenia.Często, aby zwiększyć współczynnik mocy transformatorów i silników, wystarczy zainstalować kondensatory kompensacyjne w pobliżu odbiornika, aby zainstalować system kompensacji mocy biernej.

Koszt amortyzacji

Jeśli chodzi o odpisy amortyzacyjne, są one związane z początkowymi kosztami kapitałowymi i cyklem życia linii. Zawiera odliczenia na ulepszenia z pełnym odzyskaniem środków trwałych oraz na naprawy kapitałowe. Amortyzacja jako procent pierwotnego kosztu linii jest ustalana jako procent pierwotnego kosztu. I ta pełna cena musi być spłacana do końca jej życia. Odpisy amortyzacyjne procentowe ustalane są według następującego wzoru:

Bieżące koszty naprawy

Zwykle koszty te stanowią minimalną część pierwotnego kosztu linii. W przypadku sieci wiejskich jest to zaledwie kilka procent początkowego kosztu.

Wynagrodzenie pracowników

Liniowi obsługujący podstacje, inżynierowie techniczni, pracownicy administracyjni itp. każdy potrzebuje wynagrodzenia. Składnik ten jest więc doliczany do rocznych kosztów eksploatacji. W rezultacie koszty operacyjne przesyłu energii elektrycznej za rok wyniosą:

Efektywność ekonomiczną można oszacować na podstawie oczekiwanych obniżonych kosztów:

Rola wielkości przewodnika

Już na etapie projektowania konieczne jest osiągnięcie takich warunków, aby ten wskaźnik (szacowane koszty zredukowane) był jak najniższy. I tutaj po prostu bardzo ważne jest, aby wybrać optymalny przekrój drutu.

Jeśli przekrój zostanie zwiększony, koszt strat energii elektrycznej zmniejszy się o hiperbolę.Ale koszt samej linii wzrośnie w linii prostej. Oznacza to, że potrącenia zależne od kosztów początkowych również będą liniowo wzrastać.

Koszty związane z utrzymaniem i płacami są prawie niezwiązane z przekrojem przewodów i można je pominąć. I na koniec wartość oczekiwanych obniżonych kosztów, bez uwzględnienia kosztów utrzymania, można graficznie przedstawić krzywą, która będzie sumą kosztów strat energii elektrycznej i kosztów eksploatacji.

Minimalna wartość tej krzywej będzie dokładnie odpowiadała optymalnej, tzw. Ekonomiczny przekrój przewodu liniowego.

Dobór prawidłowego ekonomicznego przekroju przewodu świadczy o tym, że linia jest zaprojektowana w sposób najbardziej optymalny, a oczekiwana redukcja kosztów w takich warunkach będzie jak najmniejsza.

W procesie projektowania każdej linii konieczne jest obliczenie ekonomicznego przekroju przewodu z uwzględnieniem różnych opcji. Ale w praktyce robi się to rzadko. Minimalna wartość wyświetlanego wykresu nie jest dokładną wartością, wykres jest płaski, dlatego często starają się wybrać przewód (przewody) o najmniejszym przekroju, aby zaoszczędzić pieniądze.

Według PUEekonomiczną gęstość prądu dobiera się na podstawie kilku kryteriów: w zależności od tego, jaki metal przewodnika jest użyty (miedź lub aluminium), jaka to będzie izolacja (guma, PVC, kombinowana) i czy w ogóle będzie, ile godzin będzie miał maksymalne obciążenie, wybiera się ekonomiczną gęstość prądu. Jest do tego stolik. A ekonomiczny przekrój oparty na określonej gęstości prądu można łatwo znaleźć za pomocą wzoru:

W ten sposób dobiera się przekroje dla linii elektroenergetycznych o napięciu od 35 do 220 kV. Operacje obliczeniowe są proste.

W przypadku linii o kilku różnych obciążeniach bierze się pod uwagę fakt, że każdy odcinek linii musi mieć własną ekonomiczną gęstość prądu, a przekrój poprzeczny jest albo taki sam na całej linii, albo na każdym odcinku własny. Ponownie dla każdej witryny użyj formuły:

Straty mocy w linii z pojedynczym obciążeniem określa się ze wzoru:

Jeśli linia ma kilka obciążeń, a drut jest wybrany wszędzie o tym samym przekroju, wówczas straty mocy będą równe:

Aby znaleźć stały przekrój poprzeczny dla kilku obciążeń, w oparciu o prąd równoważny, najpierw znajdź prąd równoważny:

Następnie przekrój ekonomiczny jest obliczany na podstawie wartości prądu ekonomicznego:

Najłatwiej zbudować linię z tego samego odcinka na całej długości, ale wtedy trzeba pogodzić się z tym, że straty energii i koszty materiałowe będą większe niż przy indywidualnym doborze odcinków dla każdego konkretnego odcinka.

Na obszarach wiejskich w przypadku linii napowietrznych o napięciu 10 kV stosuje się jedną z trzech metod wyboru sekcji:

• W oparciu o gęstość prądu ekonomicznego;

• Zgodnie z podstawową zasadą budowy sieci o napięciu 10 kV, gdy główna jest wykonana z drutów stalowo-aluminiowych o przekroju 70 mm2, a do podstacji transformatorowych 10 / 0,4 kV - odblokowanie co najmniej AC35.

• Zgodnie z zasadą minimalnego kosztu, gdy dla każdej wartości prądu dobiera się przewód o odpowiednim przekroju i uzyskuje się jak najmniejsze koszty zredukowane.

Zgodnie z wykresami zależności całkowitych obniżonych kosztów od obliczonej mocy, pokazanymi dla różnych sekcji jednej figury, wybierany jest optymalny przewodnik. Nakładające się wykresy zapewniają wgląd w ograniczony zakres obciążeń ekonomicznych.

Ponadto wybór jest dostosowywany zgodnie z wytrzymałością mechaniczną i uwzględnieniem standardowych odchyleń naprężeń przez użytkownika. Ekonomiczna gęstość prądu dla linii napowietrznych o napięciu 380 woltów w wiejskich sieciach elektrycznych powinna tradycyjnie mieścić się w zakresie od 0,5 do 0,7 A / mm2, a przekrój drutu dobierany jest na podstawie tego wymagania. Następnie sprawdź dopuszczalny spadek napięcia. Wszystkie odcinki linii wykonane są z prądu jednofazowego, a przekrój przewodów aluminiowych nie powinien być mniejszy niż 50 mm2.