Материал: Лекция №21 2-я редакция

то при изменении сечения в рассматриваемых линиях оказывается возможным эффективно влиять на изменение величины .

При проектировании районных сетей ограничение по потере напряжения не учитывается. Объясняется это прежде всего тем, что непосредственные потребители энергии связаны с линиями районной сети трансформаторами и автотрансформаторами, способными регулировать напряжение в распределительных сетях. Другой причиной является сравнительно малая зависимость потери напряжения от сечений проводов, для которых . Изменение сечения приводит к заметному изменению и практически не влияет на . Поэтому при не удается заметно повлиять на суммарную величину при изменении сечения.

Указанные причины позволили при выборе сечения проводов районных сетей отказаться от учета ограничения, связанного с допустимой потерей напряжения в сети.

В ПУЭ указаны минимально допустимые сталеалюминиевых проводов: АС-70 при 110 кВ, АС-120 при 150 кВ и АС-240 при 220 кВ. Для линий 330 и 500 кВ, выполняемых расщепленными проводами.

21.4. Выбор экономически целесообразных сечений проводов и кабелей

Если через обозначить стоимость сооружения 1 км линии электрической сети, а через процент суммарных отчислений на амортизацию и ремонт линии, то отвечающая им слагающая ежегодных издержек по эксплуатации [1]:

(21.19)

Величина в первом приближении может быть определена:

(21.20)

где - расходы на сооружение 1 км линии, не зависящие от сечения проводов и связанные с изысканиями, проектированием, прокладкой дорог, линии связи и т. д.;

- расходы на сооружение 1 км линии, зависящие от сечения проводов и, в первую очередь, от стоимости самих проводов.

Слагающая ежегодных издержек по эксплуатации сети, обусловленная отчислениями на амортизацию и ремонт:

(21.21)

Расходы по обслуживанию сети не зависят от сечения проводов, которыми выполняются линии сети, поэтому при выборе экономически целесообразного сечения они могут не учитываться.

Последней слагающей ежегодных издержек по эксплуатации сети является стоимость потерянной энергии. Если через b обозначить стоимость 1 потерянной энергии, то эта слагающая

(21.22)

или

(21.23)

Суммарные ежегодные эксплуатационные издержки, влияющие на выбор оптимального сечения провода:

(21.24)

Приведенные затраты определяются суммированием издержек с отнесенными к одному году капитальными затратами на сооружение сети проводом сечения F:

(21.25)

На рис.21.3. показаны зависимости двух составляющих приведенных зат

Рис.21.3. Приведенные затраты

рат в функции сечения провода, а также график суммарных приведенных затрат. График наглядно иллюстрирует существование некоторого сечения, при котором функция имеет минимум.

Сечение провода, соответствующее минимуму приведенных затрат, можно найти, продифференцировав выражение (21.25) по F и приравняв результат нулю:

откуда

(21.26)

Анализ показывает, что изменение приведенных затрат при некотором отклонении сечения от значения незначительно, так как характеристика 3 = f(F) не имеет ярко выраженного минимума. Учитывая это, целесообразно для линий принимать сечения несколько меньшие, нежели . При таком выборе может быть уменьшен расход цветного металла, получена экономия других материалов, снижены капитальные расходы на строительство без заметного увеличения приведенных затрат.

Выбранное таким образом сечение называется экономическим. Ему соответствует определенная плотность тока в проводе:

, (21.27)

которая также называется экономической.

Экономическая плотность тока с учетом (21.27):

, (21.28)

где - коэффициент, меньший единицы, который определяет уменьшение экономического сечения в сравнении с сечением, соответствующим минимуму приведенных затрат.

Данные, приведенные в табл.21.2. относятся к линиям с номинальным напряжением, не превышающим 220 кВ. Для электропередач 330 и 500 кВ экономическая плотность тока не нормируется.

Выбор экономически целесообразных сечений проводов с помощью нормированных значений экономической плотности тока позволяет унифицировать подход к проектированию, избежать разнохарактерности в оценках экономической эффективности. Однако в то же время использование экономической плотности тока не позволяет в полной мере учесть все влияющие факторы в каждом конкретном случае, поскольку для коэффициентов, определяющих единые экономические плотности тока, могут приниматься лишь некоторые средние обобщенные значения. Кроме того, использование

Таблица 21.2.

Экономическая плотность тока

Наименование проводников	Продолжительность использования максимальной нагрузки (максимума нагрузки, час.
	Более 1000 до 3000	более 3000 до 5000	более 5000 до 8700
Голые провода и шины: Медные………..…………. Алюминиевые…………… Кабели в бумажной и провода с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией с жилой: Медные………..…………. Алюминиевые…………… Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией и жилами: Медные………..…………. Алюминиевые……………	2,5 1,3 3,0 1,6 3,5 1,9	2,1 1,1 2,5 1,4 3,1 1,7	1,8 1,0 2,0 1,2 2,7 1,6

нормированных экономических плотностей тока не позволяет принять во внимание характерную особенность современной практики строительства воздушных линий заключающуюся в широком применении унифицированных типов опор.

В

Рис.21.4. Экономические интервалы

се эти особенности выбора экономического сечения проводов могут быть учтены при применении метода, называемого методом экономических интервалов [4]. Чтобы выяснить сущность его, обратимся к графикам, показанным на рис21.4. Графики построены в соответствии с выражением (21.25), из которого следует, что при заданном сечении изменение величины 3 при росте тока определяется квадратичной параболой. Такой характер зависимостей приводит к их пересечению. Очевидно, что при токах, отвечающих точкам пересечения, экономически равноценно применение двух сечений проводов. Так при токе равные приведенные затраты будут иметь место при применении проводов как с сечением , так и с сечением . При токе экономически равноценно сооружение линий с сечением и . При токах, отличных от , наименьшие приведенные затраты отвечают какому-нибудь одному сечению провода. Следовательно, можно считать, что значения токов разбивают (рис.21.4.) всю область возможных значении наибольших токов нагрузки на интервалы. Каждому из них отвечает одно сечение провода, обусловливающее наименьшие приведенные затраты. Эти интервалы называют экономическими.

В настоящее время метод экономических интервалов получил практическое применение при проектировании линий 35 – 750 кВ

Рис.21.2. Экономически целесообразные напряжения