Οικονομική πυκνότητα ρεύματος, επιλογή διατομής καλωδίου κατά οικονομική πυκνότητα ρεύματος

Το κόστος που σχετίζεται με τη λειτουργία των συστημάτων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας χωρίζεται σε διάφορα στοιχεία:

• το κόστος των απωλειών σε γραμμές και μετασχηματιστές·

• εκπτώσεις αποσβέσεων?

• τρέχουσες δαπάνες επισκευής·

• μισθός προσωπικού.

Απώλεια ενέργειας

Το κόστος των απωλειών γραμμής σχετίζεται με δύο παραμέτρους: το ποσό των ετήσιων απωλειών και το κόστος ανά μονάδα απώλειας ηλεκτρικής ενέργειας. Το ποσό των απωλειών σχετίζεται άμεσα με τον συντελεστή ισχύος του φορτίου. Στην πραγματικότητα, με την ίδια ενεργή κατανάλωση ενέργειας, το ρεύμα στη γραμμή αποδεικνύεται αντιστρόφως ανάλογο με τον συντελεστή ισχύος, επομένως η απώλεια ισχύος θα είναι αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο του συντελεστή ισχύος:

Έτσι, για να μειωθούν οι ενεργές απώλειες στις γραμμές, είναι απαραίτητο να αυξηθεί ο συντελεστής ισχύος φορτίου αν είναι δυνατόν. Ειδικότερα, οι μετασχηματιστές πρέπει να είναι πλήρως φορτωμένοι και οι κινητήρες να μην λειτουργούν χωρίς φορτίο.Συχνά, για να αυξηθεί ο συντελεστής ισχύος των μετασχηματιστών και των κινητήρων, αρκεί να εγκαταστήσετε πυκνωτές αντιστάθμισης κοντά στον καταναλωτή, να εγκαταστήσετε ένα σύστημα αντιστάθμισης άεργου ισχύος.

Δαπάνες απόσβεσης

Όσον αφορά τις χρεώσεις απόσβεσης, αυτές σχετίζονται με το αρχικό κόστος κεφαλαίου και τη διάρκεια ζωής της γραμμής. Περιλαμβάνει κρατήσεις για βελτιώσεις με πλήρη ανάκτηση παγίων στοιχείων ενεργητικού και για κεφαλαιουχικές επισκευές. Η χρέωση απόσβεσης ως ποσοστό του αρχικού κόστους της γραμμής προσδιορίζεται ως ποσοστό του αρχικού κόστους. Και αυτό το πλήρες τίμημα πρέπει να επιστραφεί για το υπόλοιπο της ζωής της. Οι ποσοστιαίες μειώσεις αποσβέσεων προσδιορίζονται με τον ακόλουθο τύπο:

Συνεχές κόστος επισκευής

Συνήθως αυτά τα κόστη αποτελούν ελάχιστο μέρος του αρχικού κόστους των γραμμών. Όσον αφορά τα αγροτικά δίκτυα, αυτό είναι μόνο ένα μικρό ποσοστό του αρχικού κόστους.

Μισθός προσωπικού

Γραμματείς που εξυπηρετούν υποσταθμούς, τεχνικούς μηχανικούς, διοικητικούς υπαλλήλους κ.λπ. όλοι χρειάζονται μισθό. Άρα αυτό το στοιχείο προστίθεται στο ετήσιο λειτουργικό κόστος. Ως αποτέλεσμα, το λειτουργικό κόστος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας για το έτος θα είναι:

Η οικονομική απόδοση μπορεί να εκτιμηθεί από το αναμενόμενο μειωμένο κόστος:

Ο ρόλος του μεγέθους του αγωγού

Ακόμη και στο στάδιο του σχεδιασμού, είναι απαραίτητο να επιτευχθούν τέτοιες συνθήκες ώστε αυτός ο δείκτης (εκτιμώμενο μειωμένο κόστος) να είναι ο χαμηλότερος. Και εδώ είναι απλά πολύ σημαντικό να επιλέξετε τη βέλτιστη διατομή του σύρματος.

Εάν το τμήμα αυξηθεί, το κόστος των απωλειών ηλεκτρικής ενέργειας θα μειωθεί με υπερβολή.Αλλά το κόστος της ίδιας της γραμμής θα αυξηθεί σε ευθεία γραμμή. Δηλαδή, οι κρατήσεις ανάλογα με το αρχικό κόστος θα αυξηθούν και γραμμικά.

Το κόστος που σχετίζεται με τη συντήρηση και τους μισθούς είναι σχεδόν άσχετο με τη διατομή των καλωδίων και μπορεί να παραμεληθεί. Και στο τέλος, η αξία του αναμενόμενου μειωμένου κόστους, χωρίς να λάβετε υπόψη το κόστος συντήρησης, μπορείτε να απεικονίσετε γραφικά μια καμπύλη που θα είναι το άθροισμα του κόστους των απωλειών ηλεκτρικής ενέργειας και του λειτουργικού κόστους.

Η ελάχιστη τιμή αυτής της καμπύλης θα αντιστοιχεί ακριβώς στη βέλτιστη, λεγόμενη. Οικονομική διατομή αγωγού γραμμής.

Το γεγονός ότι επιλέγεται η σωστή οικονομική διατομή του αγωγού δείχνει ότι η γραμμή έχει σχεδιαστεί με τον βέλτιστο τρόπο και το αναμενόμενο μειωμένο κόστος υπό τέτοιες συνθήκες θα είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερο.

Στη διαδικασία σχεδιασμού κάθε γραμμής, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η οικονομική διατομή του σύρματος, λαμβάνοντας υπόψη διάφορες επιλογές. Αλλά στην πράξη αυτό γίνεται σπάνια. Το ελάχιστο του γραφήματος που εμφανίζεται δεν είναι ακριβής τιμή, το γράφημα είναι επίπεδο, επομένως συχνά προσπαθούν να επιλέξουν το καλώδιο(α) με τη μικρότερη διατομή για να εξοικονομήσουν χρήματα.

Σύμφωνα με την PUE, η οικονομική πυκνότητα ρεύματος επιλέγεται με βάση πολλά κριτήρια: ανάλογα με το μέταλλο του αγωγού που χρησιμοποιείται (χαλκός ή αλουμίνιο), τι μόνωση θα είναι (καουτσούκ, PVC, συνδυασμένο) και αν θα είναι καθόλου, πόσες ώρες θα είναι μέγιστου φορτίου, επιλέγεται μια οικονομική πυκνότητα ρεύματος. Υπάρχει ένας πίνακας για αυτό. Και η οικονομική διατομή που βασίζεται σε μια συγκεκριμένη πυκνότητα ρεύματος μπορεί εύκολα να βρεθεί από τον τύπο:

Έτσι επιλέγονται οι διατομές για ηλεκτρικές γραμμές με τάσεις από 35 έως 220 kV. Οι υπολογιστικές πράξεις είναι απλές.

Για μια γραμμή με πολλά διαφορετικά φορτία, λαμβάνεται υπόψη το γεγονός ότι κάθε τμήμα της γραμμής πρέπει να έχει τη δική του οικονομική πυκνότητα ρεύματος και η διατομή είναι είτε η ίδια σε ολόκληρη τη γραμμή είτε σε κάθε τμήμα τη δική της. Και πάλι για κάθε ιστότοπο χρησιμοποιήστε τον τύπο:

Η απώλεια ισχύος σε μια γραμμή με ένα μόνο φορτίο προσδιορίζεται από τον τύπο:

Εάν η γραμμή έχει πολλά φορτία και το καλώδιο επιλέγεται παντού με την ίδια διατομή, τότε οι απώλειες ισχύος θα είναι ίσες:

Για να βρείτε μια σταθερή διατομή για πολλά φορτία, με βάση το ισοδύναμο ρεύμα, βρείτε πρώτα το ισοδύναμο ρεύμα:

Στη συνέχεια, η οικονομική διατομή υπολογίζεται με βάση την τιμή του οικονομικού ρεύματος:

Ο ευκολότερος τρόπος είναι να χτίσετε μια γραμμή από το ίδιο τμήμα σε όλο το μήκος, αλλά στη συνέχεια θα πρέπει να ανεχθείτε το γεγονός ότι οι απώλειες ενέργειας και το κόστος υλικών θα είναι μεγαλύτερες από ό,τι με την ατομική επιλογή τμημάτων για κάθε συγκεκριμένο τμήμα.

Σε αγροτικές περιοχές, για εναέριες γραμμές με τάση 10 kV, καταφεύγουν σε μία από τις τρεις μεθόδους επιλογής ενός τμήματος:

• Με βάση την οικονομική πυκνότητα ρεύματος.

• Σύμφωνα με τη βασική αρχή της κατασκευής δικτύων με τάση 10 kV, όταν το κύριο είναι κατασκευασμένο από σύρματα χάλυβα-αλουμινίου με διατομή 70 τ.μ., και σε υποσταθμούς μετασχηματιστή 10 / 0,4 kV-ξεκλείδωμα τουλάχιστον AC35.

• Σύμφωνα με την αρχή του ελάχιστου κόστους, όταν για κάθε τρέχουσα τιμή επιλέγεται ένα σύρμα με κατάλληλη διατομή και το μειωμένο κόστος επιτυγχάνεται όσο το δυνατόν μικρότερο.

Σύμφωνα με τα γραφήματα της εξάρτησης του συνολικού μειωμένου κόστους από την υπολογιζόμενη ισχύ, που φαίνονται για διαφορετικά τμήματα ενός σχήματος, επιλέγεται ο βέλτιστος αγωγός. Τα επικαλυπτόμενα γραφήματα παρέχουν πληροφορίες για ένα περιορισμένο εύρος οικονομικών επιβαρύνσεων.

Επιπλέον, η επιλογή προσαρμόζεται ανάλογα με τη μηχανική αντοχή και λαμβάνοντας υπόψη τις τυποποιημένες αποκλίσεις της τάσης από τον χρήστη. Η οικονομική πυκνότητα ρεύματος για εναέριες γραμμές με τάση 380 volt σε αγροτικά ηλεκτρικά δίκτυα θα πρέπει παραδοσιακά να κυμαίνεται από 0,5 έως 0,7 A / sq.mm και η διατομή του καλωδίου επιλέγεται με βάση αυτή την απαίτηση. Στη συνέχεια ελέγξτε την επιτρεπόμενη πτώση τάσης. Όλα τα τμήματα της γραμμής είναι κατασκευασμένα από πλήρη φάση και η διατομή των συρμάτων αλουμινίου δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 50 τ.μ.