1. Метод экономической плотности тока

С увеличением сечения вырастают затраты на сооружение линии, отчисления на амортизацию, ремонт и обслуживание (на рис.3 З₁₎, но снижаются потери мощности и электроэнергии и связанные с ними затраты (на рис.3 З₂):

Рис. 3. Зависимость приведенных затрат от сечения

Из рис.3 видно, что существует точка, в которой З₁=З₂ и суммарные затраты будут минимальны. Этой точке соответствует сечение, которое называют экономическим сечением:

(1)

здесь j_эк - экономическая плотность тока, А/мм², т.е. плотность тока при выбранном сечении проводов фаз линии электропередачи, соответствующая минимуму приведенных затрат:

(2)

где b - часть удельных капитальных вложений, пропорциональная сечению провода, руб/(км.мм²);

р_н - нормативный коэффициент экономической эффективности;

а_э - ежегодные отчисления на амортизацию и текущий ремонт линии в относительных единицах, 1/год;

b - стоимость потерь электроэнергии, руб/(кВт.ч);

r - удельное сопротивление материала провода, Ом.мм²/м;

t - время наибольших потерь, ч.

Порядок выбора сечений по методу экономической плотности тока следующий:

6. Находят максимальный ток линии I_max – ток в линии в режиме наибольших нагрузок.

7. В зависимости от Т_нб находят значение экономической плотности тока .

8. Находят экономическое сечение по формуле (1).

9. Выбирают ближайшее стандартное сечение.

10. Выполняют проверки выбранного стандартного сечения:

• по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах;

• по условиям короны;

• на механическую прочность.

В настоящее время по экономической плотности тока выбирают сечения кабельных и воздушных линий U_ном= 35-110 кВ, для сетей более высоких номинальных напряжений этот метод служит для выбора исходного сечения метода экономических интервалов.

2. Метод экономических интервалов

Применяется для выбора сечений сетей 150-750 кВ. Для принятых на данном номинальном напряжении стандартных сечений проводов рассчитывают приведенные затраты З_1км в зависимости от наибольшего тока линии (рис. 4).

.

(3)

Из рис.4. видно, что в интервале I наиболее экономично сечение F₁ (т.е. З_1км для этого сечения меньше, чем для других сечений), в интервале II – сечение F₂, а интервале III – сечение F₃.

Рис. 4. Зависимости затрат на 1 км линии от тока при рассматриваемых сечениях

При использовании экономических интервалов тока необходимо уточнение понятия наибольшего тока линии. Сечения проводов надо выбирать по расчетной токовой нагрузке линии I_р, которая определяется по выражению:

			,		(4)
где	Iнб – ток в линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для линий питающей и распределительной сетей из расчета режима, соответствующего максимуму нагрузки энергосистемы;
	ai – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии;
	aт – коэффициент, учитывающий число часов использования наибольшей нагрузки линии Тнб и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы км.

Экономические интервалы токов находятся для сечений, которые равны минимально допустимым по условиям короны или больше них. Поэтому проверять по условиям короны надо только воздушные линии 110 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками выше 1500 м над уровнем моря.

Проверять по допустимым потерям и отклонениям напряжения сечения воздушных линий 35 кВ и выше не надо, так как повышение уровня напряжения путем увеличения сечения проводов таких линий экономически нецелесообразно.

Сечения проводов воздушных линий необходимо проверить по допустимому нагреву в послеаварийном режиме.

Литература

1. Справочник по проектированию электроэнергетических систем./ Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. Изд.2-е, М., «Энергия», 1977. 288 с.

2. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию./ Под общ. Ред. А.А. Федорова. М.: Энергоатомиздат, 1986, Т.1, 568 с.

3. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. Ленинград: Энергоатомиздат, 1990, 208 с.

4. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Электрическая часть электростанций и подстанций / Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования.: Москва, Энергоатомиздат, 1989, 607 с.

5. И.И. Алиев. Электротехнический справочник. Москва, Издательское предприятие РадиоСофт, 2002, 384 с.

6. Правила устройства электроустановок. Москва, Энергосервис, 2002, 606 с.

7. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.