По экономической плотности тока

По экономической плотности тока

Сечение — один из важнейших параметров линии электропередачи. С увеличением сечения проводов линии возрастают затраты на ее сооружение и нормативные отчисления от них. В то же время уменьшаются потери электроэнергии и их стоимость за год. Поэтому задача выбора оптимального сечения требует технико-экономического подхода к своему решению.

Рассмотрим выражение для приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию электропередачи в функции сечения проводов:

причем некоторое "экономическое" сечение F_ЭКбудет соответствовать З_min.

Стоимость линии зависит от ее длины:

где l — длина линии, км;

К — удельные капитальные вложения, руб./км, которые могут быть представлены в виде

где а — капитальные вложения в один километр линии, руб./км, не зависящие от сечения (затраты на подготовку просеки, прокладку дорог, осушение участков болот и т.д.);

b — часть удельных капитальных вложений, пропорциональная сечению провода, руб/(км·мм 2 ) (стоимость металла, опор, арматуры и т.д.).

Анализ составляющих издержек в зависимости от применяемого сечения показывает, что издержки на обслуживание линии от него не зависят.

В то же время имеет место влияние сечения проводов на стоимость потерь электроэнергии:

где I_НБ — наибольший рабочий ток линии, А;

r — удельное сопротивление материала провода, Ом∙мм 2 /км;

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

t — время наибольших потерь, ч/год, т.е. время, за которое при работе с наибольшей нагрузкой потери электроэнергии те же, что и при работе по реальному графику нагрузок за год.

— на капитальный ремонт и

— реновацию (накопление средств на замену физически изношенного и
морально устаревшего оборудования) и

зависят от сечения:

где a_Э -ежегодные отчисления на амортизацию и текущий ремонт линии в относительных единицах, 1/год.

Подставляя полученные зависимости в исходное выражение для приведенных затрат, имеем:

Характер полученных зависимостей иллюстрирует рис.2.49.

Собственно экономическое сечение линии находим, приравнивая к нулю производную :

Используя экономическое сечение, отвечающее минимуму приведенных затрат, вводят понятие:

экономическая плотность тока, А/мм 2 — отношение наибольшего протекающего в линии тока к экономическому сечению:

Полученное выражение помогает уяснить суть экономической плотности тока, но для практических расчетов не применяется.

Согласно ПУЭ экономическая плотность тока выбирается в зависимости от вида проводника и времени использования максимума нагрузки. Напомним, что Т_НБ — время использования наибольшей нагрузки — время, за которое при работе с наибольшей нагрузкой потребитель получил бы то же количество электроэнергии, что и при работе по реальному графику нагрузок за год.

На практике полноценные технико-экономические расчеты по выбору сечения проводов каждой конкретной линии выполняются для ВЛ 750 кВ и выше и передач постоянного тока.

При проектировании ВЛ напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения проводов производится по нормированным обобщенным показателям — нормированным значениям экономической плотности тока.

Суммарное сечение (F) проводов фазы проектируемой ВЛ составляет

где: — расчетный ток, А, используемый в качестве тока ;

— нормированная плотность тока, А/мм 2 .

Значение определяется по выражению:

где — ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для системообразующих линий основной сети по расчетным длительным потокам мощности. Для линий распределительной сети определяется расчетом потокораспределения при прохождении максимума нагрузки энергосистемы;

— коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии. Для линий 110-220 кВ значение может быть принято равным 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки. Для ВЛ 330 и 500 кВ определяется по специальным кривым.

В соответствии с ПУЭ установлены значения плотности тока для ВЛ 35-500 кВ и кабельных линий, приведенные в табл. 2.11.

Таблица 2.11. Нормированные значения плотности тока для

ВЛ 35-500 кВ и кабельных линий

Плотность тока, А/мм 2 , при числе часов использования максимума нагрузки Т_max, ч/год

Примечание: В скобках приведены значения экономической плотности тока, приводившиеся

в четвертом издании ПУЭ.

В заключение следует отметить, что сечения проводов на ответвлениях от основной ВЛ длиной до 2 км, сооружаемых одновременно с основной линией, принимаются такими же, как и на основной линии. Для заходов действующих ВЛ на новые ПС сечение провода выбирается, как правило, не меньшим, чем на основной линии.

При пользовании нормированными значениями плотности тока необходимо также руководствоваться следующим. Приведенные выше значения относятся только к проектируемым линиям и не являются критерием экономической нагрузки существующих линий. На таких линиях по сравнению с прокладкой дополнительных цепей или заменой проводов проводами больших сечений допускается превышение (вплоть до двукратного) нормативных величин плотности тока.

Увеличение числа цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения требований по экономической плотности тока обосновывается технико-экономическим расчетом. При этом во избежание увеличения числа линий или цепей также допускается превышение нормативных величин плотности тока вплоть до двукратных значений.

Для ВЛ 110 и 220 кВ основной сети, сооружаемых на территории крупных городов, рекомендуется применять сечения проводов не менее 240 и
400 мм 2 соответственно.

Выбору по экономической плотности тока не подлежат:

1. Сети промышленных предприятий с напряжением до 1 кВ при времени наибольшей нагрузки до 4 000 — 5 000 ч;

2. Ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 000 В и осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;

3. Сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы
3-5 лет.

Сечение проводов и кабелей, выбранное по экономической плотности тока, проверяют:

1. По допустимой токовой нагрузке по нагреву :

где — расчетный ток для проверки проводов по нагреву (средняя токовая нагрузка за полчаса); при этом расчетными режимами могут являться нормальные или послеаварийные режимы, а также периоды ремонтов других элементов сети, возможных неравномерностей распределения нагрузки между линиями и т. п.

2. По условиям короны проверке подлежат ВЛ 110 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками выше 1500 м над уровнем моря. При более низких отметках проверка не производится, если сечения проводов равны или превышают минимально допустимые по условиям короны.

3. Проверке по допустимым потерям и отклонениям напряжения ВЛ
35 кВ и выше не подлежат, так как повышение уровня напряжения путем увеличения сечения проводов таких линий по сравнению с применением трансформаторов с РПН или средств компенсации реактивной мощности экономически не оправдывается.

Выбор площади сечения проводников по нормативной экономической плотности тока и экономическим токовым интервалам (сущность методов, область применения).

Ответ: Выбор сечения проводников по экономической плотности тока: 1.3.25. Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение S, мм 2 , определяется из соотношения где I — расчетный ток в час максимума энергосистемы, А; J_эк — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм², для заданных условий работы, выбираемое по табл. 1.3.36.

Сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т. е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается. 1.3.26. Выбор сечений проводов линий электропередачи постоянного и переменного тока напряжением 330 кВ и выше, а также линий межсистемных связей и мощных жестких и гибких токопроводов, работающих с большим числом часов использования максимума, производится на основе технико-экономических расчетов. 1.3.27. Увеличение количества линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения экономической плотности тока производится на основе технико-экономического расчета. При этом во избежание увеличения количество линий или цепей допускается двукратное превышение нормированных значений, приведенных в табл. 1.3.36.

Таблица 1.3.36. Экономическая плотность тока

В технико-экономических расчетах следует учитывать все вложения в дополнительную линию, включая оборудование и камеры распределительных устройств на обоих концах линий. Следует также проверять целесообразность повышения напряжения линии. Данными указаниями следует руководствоваться также при замене существующих проводов проводами большего сечения или при прокладке дополнительных линий для обеспечения экономической плотности тока при росте нагрузки. В этих случаях должна учитываться также полная стоимость всех работ по демонтажу и монтажу оборудования линии, включая стоимость аппаратов и материалов.

1.3.28. Проверке по экономической плотности тока не подлежат:

· сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000-5000;

· ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;

· сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений;

· проводники, идущие к резисторам, пусковым реостатам и т. п.;

· сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3-5 лет.

1.3.29. При пользовании табл. 1.3.36 необходимо руководствоваться следующим (см. также 1.3.27): 1. При максимуме нагрузки в ночное время экономическая плотность тока увеличивается на 40%. 2. Для изолированных проводников сечением 16 мм 2 и менее экономическая плотность тока увеличивается на 40%. 3. Для линий одинакового сечения с n ответвляющимися нагрузками экономическая плотность тока в начале линии может быть увеличена в k_y раз, причем k_y определяется из выражения где l₁,l₂. l_n — нагрузки отдельных участков линии; l₁,l₂. l_n — длины отдельных участков линии; L — полная длина линии. 4. При выборе сечений проводников для питания n однотипных, взаиморезервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения, преобразовательных агрегатов и т. д.), из которых m одновременно находятся в работе, экономическая плотность тока может быть увеличена против значений, приведенных в табл. 1.3.36, в k_n раз, где k_n равно:

1.3.30. Сечение проводов ВЛ 35 кВ в сельской местности, питающих понижающие подстанции 35/6 — 10 кВ с трансформаторами с регулированием напряжения под нагрузкой, должно выбираться по экономической плотности тока. Расчетную нагрузку при выборе сечений проводов рекомендуется принимать на перспективу в 5 лет, считая от года ввода ВЛ в эксплуатацию. Для ВЛ 35 кВ, предназначенных для резервирования в сетях 35 кВ в сельской местности, должны применяться минимальные по длительно допустимому току сечения проводов, исходя из обеспечения питания потребителей электроэнергии в послеаварийных и ремонтных режимах. 1.3.31. Выбор экономических сечений проводов воздушных и жил кабельных линий, имеющих промежуточные отборы мощности, следует производить для каждого из участков, исходя из соответствующих расчетных токов участков. При этом для соседних участков допускается принимать одинаковое сечение провода, соответствующее экономическому для наиболее протяженного участка, если разница между значениями экономического сечения для этих участков находится в пределах одной ступени по шкале стандартных сечений. Сечения проводов на ответвлениях длиной до 1 км принимаются такими же, как на ВЛ, от которой производится ответвление. При большей длине ответвления экономическое сечение определяется по расчетной нагрузке этого ответвления. 1.3.32. Для линий электропередачи напряжением 6-20 кВ приведенные в табл. 1.3.36 значения плотности тока допускается применять лишь тогда, когда они не вызывают отклонения напряжения у приемников электроэнергии сверх допустимых пределов с учетом применяемых средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности. До применения экономической плотности тока сечение выбиралось в основном исходя из величины капитальных вложений. Выбор сечения по экономической плотности тока использовался с сороковых годов и был прогрессивным для своего времени, так как позволял учитывать при выборе сечения не только капитальные затраты на сооружение линий, но и стоимость потерь электроэнергии. Метод прост и не требует большого числа исходных данных. Вместе с тем применение экономической плотности тока для выбора сечения линий электропередачи приводит к некоторым ошибкам, поскольку следует из ряда допущений:

·- выражение (4.42) для J_экполучено в предположении линейной зависимости капитальных вложений в линию от ее длины. Линейная зависимость нарушается при переходе к массовому строительству воздушных линий на унифицированных опорах. Промышленность изготовляет ограниченное количество унифицированных типов опор, каждый из которых предназначен для подвеса проводов нескольких стандартных сечений;

·- при выводе выражения для J_экпредполагается непрерывность изменения сечения в выражении приведенных затрат (4.39). В действительности сечения изменяются дискретно и определять минимум затрат из условия непрерывности сечения нельзя;

·- экономическая плотность тока J_эк приведена для сравнительно больших диапазонов времени использования максимума нагрузки Т_м , т.е. дискретной, тогда как в действительности является непрерывной функцией Т_м ;

·- в выражении затрат (4.38) наибольший (расчетный) ток в линии I_м принят постоянным. Это не так. Для разных линий наибольший ток разный и I_м в (4.39) следует считать переменной величиной. В этом случае экономическое сечение должно определяться не только из условия равенства нулю производной затрат по сечению, но также равенства нулю производной затрат по наибольшему току ;

·- коэффициенты амортизационных отчислений от капитальных вложений принимались одинаковыми для различных исполнений линий. Между тем эти коэффициенты неоднозначны;

·- стоимость потерь электроэнергии в настоящее время существенно изменилась, кроме того, она различна в разных районах страны.

Метод выбора сечения, более полно учитывающий перечисленные факторы, получил название метода экономических интервалов. Экономические интервалы токовых нагрузок для выбора сечения провода определяются следующим образом. Для различных стандартных сечений проводов воздушных или кабельных линий строятся зависимости приведенных затрат на линию от тока I_mах (рис. 4.10). Для каждого сечения приведенные затраты определяются по выражению (4.39), которое можно переписать в следующем виде: . (4.47). На рис. 4.10 зависимости расчетных затрат показаны для стандартных сечений F₁, F₂ и F₃, причем F₃ > F₂ > F₁. Постоянная часть затрат соответствует первому слагаемому в (4.47). Второе слагаемое соответствует стоимости потерь электроэнергии И_DW в (4.47) и зависит от квадрата тока, поэтому приведенные затраты – параболы. Чем больше сечение, тем больше пологость парабол. Точка пересечения кривой F₁ с кривой F₂ определяет значение наибольшего тока I_mах1, при котором приведенные затраты в варианте с сечением F₁равны приведенным затратам в варианте с сечением F₂. Если ток в линии меньше I_м1, то наименьшие затраты соответствуют сечению F₁, т.е. экономически целесообразно выбрать именно это сечение. Значения тока от нуля до I_м1– экономический интервал для первого сечения. Если ток находится в пределах от I_м1 до I_м2, экономически целесообразным будет второе сечение. При токе, большем I_м2, выбирается сечение F₃. По данной методике могут быть построены номограммы экономических интервалов, позволяющие выбрать экономическое сечение для линий различных напряжений и исполнений сетей. С целью упрощения расчетов для наиболее типовых вариантов сооружения воздушных и кабельных линий напряжением 1…35 кВ построены номограммы для определения экономических интервалов, позволяющие точно выбрать экономическое сечение для различных напряжений, токовых нагрузок, материала и типа опор, количества цепей в линии, района по гололеду.

Номограммы представляют собой зависимости I_mах= f(s)для различных сечений проводов и кабелей, где s – обобщенный коэффициент, учитывающий все постоянные константы, характеризующие данную линию, На рис. 4.11, а приведена номограмма для воздушных линий 10 кВ на железобетонных опорах. При выборе сечения провода по номограмме экономических интервалов необходимо определить максимальный (расчетный) ток линии I_м и значение />по формуле s = (р_н + а_э) / t × С_пот . Зона, в которую попадает точка с координатами I_м и />, определяет экономическое сечение (точка N). Более точными являются многопараметрические номограммы, где переменными являются все величины, входящие в выражение (4.47). Пример многопараметрической номограммы для выбора экономически целесообразного сечения кабелей с алюминиевыми жилами показан на рис. 4.11, б. При существенном изменении уровня цен на материалы и стоимости электроэнергии пользование ранее построенными номограммами затруднено. В связи с этим целесообразно строить многопараметрические номограммы либо экономические интервалы тока, как показано на рис. 4.10.

ПРИМЕР 4.3. Электроснабжение объекта, имеющего мощность S_м = 35 МВ·А и T_м = 5500 ч и расположенного на расстоянии 40 км от центра питания, осуществляется по воздушной линии напряжением 110 кВ. Определить экономически целесообразное сечение проводов типа АС. Решение. Расчетный ток линии

А. Для T_м = 5500 ч по табл. 4.3 определяем J_эк = 1 A/мм 2 . Расчетное экономическое сечение мм 2 . Принимаем стандартное сечение провода марки АС равным 185 мм 2 . ПРИМЕР 4.4. На рис. 4.9, а показана схема проектируемой кабельной сети с номинальным напряжением 10 кВ. Нагрузки подстанций сети Р₁ = 1800 кВт, Р₂ = 1500 кВт, Р₃ = 1900 кВт. Коэффициенты мощности нагрузок подстанций одинаковые: cosj = 0,95. Длины линий l₁= 0,5 км, l₂= 0,7 км, l₃= 0,5 км. Принимаем для всех подстанций одно и то же время использования наибольшей нагрузки T_mах = = 3500 ч. Выбрать сечение кабельных линий по J_эк и J_ээ. Решение. Активные мощности, передаваемые по участкам линий, Р₀₁ = Р₁ + Р₂ + Р₃ = 1800 + 1500 + 1900 = 5200 кВт; Р₁₂ = 1500 + 1900 = 3400 кВт; Р₂₃ = 1900 кВт. Вычислим наибольшие токи, протекающие по участкам кабелей в нормальном режиме работы сети: А; А; А. При T_mах = 3500 ч J_эк для кабелей с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией составляет 1,4 А/мм 2 (табл. 4.3).

Экономические сечения жил участков: мм 2 ; мм 2 ; мм 2 . Примем ближайшие стандартные сечения жил кабеля: F₀₁ = 240 мм 2 ; F₀₂ = 150 мм 2 ; F₀₃= 95 мм 2 . Выберем сечение кабеля по эквивалентной экономической плотности тока, для чего по формуле (4.45) определим эквивалентную экономическую плотность тока:

.

Эквивалентное экономическое сечение магистральной сети с распределенными нагрузками . Ближайшее большее стандартное сечение – 185 мм 2 .

Дата добавления: 2021-02-19 ; просмотров: 98 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПЛОТНОСТЬ ТОКА И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ИНТЕРВАЛЫ НАГРУЗКИ

Себестоимость передачи электрической энергии (годовые эксплуатационные расходы) складывается из следующих составляющих.

Стоимость потерь энергии в проводах электрических линий и трансформаторах. Она зависит от значения годовых потерь A W (см. 5.1.2) и стоимости единицы потерь электроэнергии р.

На значение потерь энергии влияет коэффициент мощности нагрузки. При той же активной мощности ток обратно пропорционален коэффициенту мощности, а потери мощности или энергии обратно пропорциональны квадрату коэффициента мощности:

Следовательно, для уменьшения потерь энергии стремятся повысить коэффициент мощности в сети. Для этого необходимо обеспечить полную загрузку трансформаторов и особенно электродвигателей. В ряде случаев целесообразно включать у потребителей конденсаторы параллельно нагрузке.

Отчисления на амортизацию установки. Они зависят от срока службы линии и ее первоначальной стоимости, т. е. первоначальных капитальных затрат. Отчисления на амортизацию, состоящие из отчислений на реновацию, т. е. полное возмещение основных фондов и капитальный ремонт рк в процентах от первоначальной стоимости линии должны быть таковы, чтобы к концу срока службы линии полностью была возвращена ее первоначальная стоимость. Отчисления на амортизацию в процентах от Кл составляют:

Расходы на текущий ремонт линии. Обычно они невелики и в сельских сетях составляют несколько процентов первоначальной стоимости.

Зарплата линейных обходчиков, дежурных на подстанциях, инженерно-технических и административно-хозяйственных работников и др. Обозначим эту составляющую через Зр. Очевидно, что годовые эксплуатационные расходы С на передачу всей электрической энергии W составят:

При проектировании линии важно обеспечить такие условия, чтобы расчетные приведенные затраты на передачу электроэнергии были наименьшими. В значительной степени это зависит от выбранного сечения проводов. Стоимость потерь энергии A W уменьшается с увеличением сечения проводов по закону гиперболы (рис. 5.1).

Первоначальная стоимость линии с увеличением сечения проводов возрастает приблизительно по закону прямой линии. Следовательно, по этому же закону увеличиваются отчисления от первоначальной стоимости (см. рис. 5.1).

Расходы Зр на обслуживание линии практически не зависят от сечения проводов, и поэтому их не рассматривают.

Таким образом, расчетные приведенные затраты на передачу электроэнергии без учета расходов на обслуживание (3—3р) выражают U-образной кривой, являющейся суммой кривой (см. рис. 5.1).

Минимум кривой 3—Зр соответствует наиболее выгодному, или, как его называют, экономическому, сечению проводов линии.

Если провода линии имеют экономическое сечение, то расчетные приведенные затраты на передачу электроэнергии наименьшие и, следовательно, линия спроектирована наиболее правильно.

Строго говоря, при расчете каждой линии нужно определять экономическое сечение проводов, проверяя различные варианты. Однако практически этого не делают. Дело в том, что на кривой З—Зр минимум неясно выражен, так как кривая обычно носит пологий характер. Кроме того, из соображений экономии проводникового металла всегда стремятся брать наименьшие сечения. Рекомендуемые Правилами устройства электроустановок экономические плотности тока для проводов из различных металлов при различном числе часов использования максимума нагрузки приведены в таблице 5.1. При заданной экономической плотности тока экономическое сечение

Таким образом выбирают сечения проводов для линий напряжением 35. 220 кВ. Очевидно, что в этом случае расчет проводов сводится к несложным операциям.

Если линия имеет несколько нагрузок (рис. 5.2), то определить сечение проводов по экономической плотности тока можно, приняв сечения по участкам линии различными либо одинаковыми. В первом случае сечение проводов каждого участка находят по предыдущей формуле для данной экономической плотности тока:

Сооружать линию с одним сечением удобнее, но потери мощности и расход металла в ней несколько больше, чем при ступенчатом изменении сечения.

Сечения проводов в сельских воздушных линиях напряжением 10 кВ можно выбрать одним из трех способов.

1. По экономической плотности тока в соответствии с уравнением (5.5).

2. В соответствии с магистральным принципом построения сетей напряжением 10 кВ, принятым в проектных организациях. При этом магистраль воздушной линии выполняют из сталеалю-миниевых проводов сечением не менее 70 мм2, а отпайки к трансформаторным подстанциям напряжением 10/0,4 кВ — сечением не менее АС35.

3. По экономическим интервалам (или по условию минимума приведенных затрат). Суть этого метода состоит в том, что каждому значению расчетной мощности или тока соответствует провод, имеющий минимальные приведенные затраты.

Зависимости суммарных приведенных затрат от расчетной мощности, нанесенные на одном графике для различных сечений, пересекаются, образуются границы интервалов экономических нагрузок, по которым и выбирают провод.

Провода, выбранные по одному из ранее приведенных способов, могут быть скорректированы затем по требованиям к механической прочности, в соответствии с которыми провода выбирают сталеалюминиевыми сечениями не менее 70 мм2 для магистрали и 35 мм2 для отпаек. Кроме того, в соответствии с требованием обеспечения нормируемых отклонений напряжения у потребителей потери в ВЛ 10 и 0,38 кВ не должны превышать допустимые значения.

В воздушных линиях напряжением 0,38 кВ провода выбирают по экономической плотности тока, равной для сельских электрических сетей 0,5. 0,7 А/мм2, и эквивалентному току, полученному по уравнению (5.5). Затем выбранные провода проверяют по допустимой потере напряжения. При этом все участки линий должны выполняться полнофазными с алюминиевыми проводами сечением не менее 50 мм2.

25.Методика выбора сечения провода по экономической плотности тока, область применения, допущения, достоинства и недостатки.

Для выбора сечения провода по экономической плотности тока:

1.Из таблицы находят J_ЭК в учебнике, справочнике

3.Округляем полученное значение до стандартного сечения. Ток нормального режима — I_НБ. Ток послеаварийного режима не учитывается при определении J_ЭК. Технико-экономические вопросы должны учитываться при управлении послеаварийными режимами, но потери мощности при этом не играют большой роли, т.к. послеаварийные режимы кратковременные. Область применения: выбирают сечение КЛ при U_НОМ выше 1 кВ, а также ВЛ 6-20 кВ. Сечение проводов, выбранное по J_ЭК, проверяют по нагреву, по допустимой потере напряжения, по механической прочности; если сечение проводника, выбранное по J_ЭК, получается меньше сечения, требуемого по другим условиям, то надо выбирать наибольшее сечение, определяемое этими условиями. Выбору по J_ЭК не подлежат сети промышленных предприятий с напряжением до 1 кВ, при времени наибольшей нагрузки до 4-5 тыс.ч. Ответвления к отдельным эл.приёмникам напряжением до 1 кВ и осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий, сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3-5 лет: не выбираются сечения проводов ВЛ с ном.напряжением 35 кВ и выше. Сечение КЛ напряжением выше 1 кВ, выбранное по J_ЭК, проверяется по нагреву, по допустимым потерям и отклонениям напряжения, а также по термической стойкости при токе КЗ.

(-)прерывистость стандартной шкалы; грубо учитываются технико-экономические показатели: затраты на покрытие потерь не зависят от географического положения сети, для данного метода принята линейная зависимость стоимости от сечения провода, в действительности это не так. (+)простота.

26.Проверки сечения провода лэп, выбранного по экономической плотности тока.

1)Сеть внешнего эл.снабжения не может иметь сечение меньше 35 мм 2 .

2)Проверка по условиям коронирования: по ПУЭ мин. сечение для линии с ном.напряжением 110 кВ-70мм 2 ; 220 кВ-240мм 2 .

3)По условиям нагрева (по доп. току): доп.ток должен быть ≥ току послеаварийного режима; доп.ток — справочная величина, определяемая по марке провода, ток послеаварийного режима определяется по схеме сети. Доп. ток приведён к расчётным условиям +20. 25° С — воздух; +15°С — почва, вода — КЛ. Если реальные условия не соответствуют расчётным, то условия проверки изменятся:

I´_ДОП=I_ДОП·К_T≥I_ПАВР [I´_ДОП — доп.ток при реальных условиях, К_T — поправочный коэф. из справочника, I_ДОП — доп.ток при расчётных условиях]. Существуют поправочные коэффициенты на t° окр.среды, на прокладку параллельных кабелей в одной траншее, на повторно-кратковременные режимы работы.

27.Особенности применения формулы для расчёта сечения провода линии по экономической плотности тока.

Рассчитывают экономическое сечение по выражению F_ЭК=I_НБ/J_ЭК

1)При выборе сечения проводов для двух параллельных линий или двухцепных ЛЭП подставляется половина тока нагрузки.

2)Для сети, состоящей из нескольких участков с разным Т_МАКС (число часов использования максимума нагрузки) экономическая плотность тока находится по среднему числу часов использования максимума нагрузок:

3)Если сеть состоит из нескольких участков, имеющих длину меньше 25-30 км, то в этом случае сечение выбирается одинаковым для всех участков сети по току наиболее загруженного участка, при этом учитывается поправочный коэф. К_П.

Выбор сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока

17 февраля 2013 k-igor

Сегодня рассмотрим такое понятие как экономическая плотность тока, разберем требования ПУЭ по выбору сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока, узнаем физический и экономический смысл понятия экономической плотности тока при выборе сечения кабелей.

Любой потребитель желает получать электроэнергию по наименьшей стоимости. Стоимость электроэнергии напрямую зависит от сечения проводов и кабелей электрических сетей. Если сечения занизить, то возрастут потери электроэнергии в сетях, а это повлечет удорожание 1кВт*ч. При завышенных сечениях питающих линий, потери электроэнергии будут меньше, однако возрастут первоначальные капиталовложения на строительство сети.

Сечение, которое соответствует минимуму стоимости передачи электроэнергии, принято называть экономическим.

Математически не так просто определить экономическое сечение токопроводящих жил проводов и кабелей.

По ПУЭ экономическое сечение проводов и кабелей следует определять в зависимости от экономической плотности тока (глава 1.3):

S=Imax/Jэк

где Imax — расчетный ток в час максимума энергосистемы, А;

Jэк — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2, для заданных условий работы, выбираемое по таблице. Jэк зависит от материала и времени использования максимальной нагрузки.

Расчетный ток принимают по нормальному режиму, без учета аварийных перегрузок. Полученное сечение, округляют до большего стандартного сечения.

Таблица 1.3.36 (ПУЭ) — Экономическая плотность тока.

Согласно правил устройств электроустановок по экономической плотности тока не выбирают:

• сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000- 5000;
• ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
• сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3-5 лет.

Из своего опыта могу сказать, сети 0,4кВ по экономической плотности тока не проверяют, достаточно выбрать по нагреву проводников и допустимому падению напряжения, а также выполнить защиту от токов короткого замыкания.