Выбор сечений проводов по условиям экономичности

Экономическим называют сечение, соответствующее наименьшему значению расчетных (дисконтированных) затрат. Экономические сечения можно выбирать по нормированным значениям экономической плотности тока или по экономическим интервалам нагрузки.

Экономическую плотность тока представляют в предположении при­ближённой линейной зависимости стоимости сооружения 1 км линии элек­трической сети от сечения.

С увеличением сечения проводников уменьшаются потери энергии, но одновременно возрастают капитальные затраты и расходы цветного металла. Выбранное сечение провода линий ЭС является экономичным, если оно со­ответствует оптимальному соотношению между капитальными затратами на сооружение и эксплуатацию и расходами, связанными с потерями электроэнергии. Чтобы найти это оптимальное соотношение, нужно определить ка­кое сечение проводов соответствует наименьшему значению расчетных за­трат. Определить это сложно, необходим учет многих факторов в совокупно­сти. Поэтому при проектировании линий 35 - 220 кВ выбирают сечения про­водов не на основе технико-экономических сопоставлений в каждом кон­кретном случае, а по нормативным обобщенным показателям. В качестве та­ких показателей используют нормированные значения экономической плот­ности тока.

Значения экономической плотности тока j_э нормируют в зависимости от конструктивного выполнения линий, материала провода, продолжитель­ности использования наибольшей нагрузки и района сооружения. Рекомен­дуемые значения экономической плотности тока для В Л 35 - 220 кВ, выпол­ненных сталеалюминиевыми проводами, приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2 - Рекомендуемые значения экономической плотности тока для сталеалюминиевых проводов

На основе данных табл. 3.2 экономическое сечение определяют по вы­ражению

F_э= , (3.18)

где - полная мощность участка сети при максимальных нагруз­ках, МВА; п_т - число параллельных линий участка.

Полученное таким образом сечение F_эокругляют до ближайшего стандартного значения.

Выбранное сечение проводов проверяют по техническим условиям: допустимому нагреву током нагрузки в послеаварийном режиме, по услови­ям образования короны и механической прочности.

Для выполнения указанных требований выбранные сечения должны

Удовлетворять следующим условиям: I_{п/ав.макс}≤ I_доп; F≥ ; F≥

Максимальный ток I_{п/ав.макс}- послеаварийном режиме находят соответст­вующими расчетами. Допустимую токовую нагрузку I_доп принимают по справочным данным [ 2, табл. 7, 8; 4, табл. III и др. ].

Для обеспечения экономически приемлемого уровня потерь электро­энергии на корону в ВЛ напряжением выше 35 кВ необходимо выбирать се­чение сталеалюминиевых проводов не менее минимально допустимых .

Условие F≥ является ограничивающим при выборе проводов в сетях 35 кВ и ниже с малой плотностью нагрузки.

Сечение проводов по экономической плотности тока выбирают для ВЛ напряжением до 500 кВ, включительно. Для ВЛ напряжением свыше 500 кВ экономическая плотность тока не нормирована. Метод выбора сечения про­водников по нормированным экономическим плотностям тока обладают тем недостатком, что эти плотности определены при фиксированных значениях амортизационных отчислений для различных типов линий и в предположе­нии линейной зависимости удельной стоимости проводов от сечений и не­прерывности сечений как непременного условия по отношению к оптимизи­руемым (дифференцируемым) аргументам - дискретным сечениям проводов.

Названные факторы, а также большие диапазоны времени Т_макс приво­дят к значительным погрешностям при выборе экономических сечений.

Более точное решение даёт метод экономических интервалов токовых на­грузок, в котором учитывают дискретность шкалы стандартных сечений прово­дов и фактические значения параметров, влияющих на расчетные затраты.

Учет указанных факторов производят непосредственно при сопостав­лении альтернативных сечений по приведенным (дисконтируемым) затратам с контролем токовой нагрузки.

Приведенные затраты 3 =f(I) для стандартных сечений представляют собой серию пересекающихся параболических кривых. Точки пересечения кривых определяют интервал нагрузок (тока или мощности), в пределах ко­торых значения расчетных (приведенных) затрат для данного стандартного сечения наименьшие по сравнению с другими сечениями. Такие интервалы, построенные для смежных сечений проводов, называют экономическими.

Для практического пользования кривые расчетных (приведенных, дис­контированных) затрат для различных сечений преобразованы в номограммы

с координатами I, , позволяющие непосредственно определять сечения проводов в зависимости от исполнения ЛЭП и материала опор. Эти номо­граммы дляЛЭП различного класса напряжений приведены в [9].

При выборе сечения провода по номограммам экономических интерва­лов необходимо определить максимальный ток линий и значение л/о, учи­тывающее неравномерность электропотребления и экономические показате­ли электроэнергетики.

Зона, в которую попадает точка с координатами , I, указывает зна­чение экономического сечения. При выборе сечений по универсальным но­мограммам обеспечивают минимум приведенных затрат и учитывают режимно-технические ограничения

= (3.19)

где Е - коэффициент дисконтирования, является величиной переменной, за­висит от экономической конъюнктуры (конкретное значение задают во время проектирования); р_а - коэффициент отчислений на амортизацию ВЛ, о. е. (например, для ВЛ до 220 кВ, выполненных на металлических и железобе­тонных опорах, - 0, 025); τ - время максимальных потерь, ч/год (определяют аналитически по (3. 24) или по кривым Рисунок 4.5); С_э - стоимость потерь элек­троэнергии, руб./кВт ч (Рис. 3.6).

Выбранные сечения проводов проверяют по допустимому нагреву то­ком нагрузки в послеаварийном режиме.