Gazdaságos áramsűrűség, kábelkeresztmetszet kiválasztása gazdasági áramsűrűség szerint

Az erőátviteli rendszerek üzemeltetésével kapcsolatos költségek több részre oszlanak:

• a vezetékekben és a transzformátorokban fellépő veszteségek költsége;

• értékcsökkenési levonások;

• folyamatos javítási költségek;

• személyzet fizetése.

Energiavesztés

A vonali veszteségek költsége két paraméterhez kapcsolódik: az éves veszteség mértékéhez és az egységnyi kieső villamos energia költségéhez. A veszteségek mértéke közvetlenül összefügg a terhelés teljesítménytényezőjével. Valójában azonos aktív teljesítményfelvétel mellett a vezetékben lévő áram fordítottan arányos a teljesítménytényezővel, ezért a teljesítményveszteség fordítottan arányos a teljesítménytényező négyzetével:

Tehát a vezetékek aktív veszteségének csökkentése érdekében lehetőség szerint növelni kell a terhelési teljesítménytényezőt. Különösen a transzformátorokat kell teljesen terhelni, és a motorok nem járhatnak terhelés nélkül.A transzformátorok és motorok teljesítménytényezőjének növeléséhez gyakran elegendő kompenzáló kondenzátorokat telepíteni a fogyasztó közelében, és beépíteni egy meddőteljesítmény-kompenzációs rendszert.

Értékvesztési költség

Ami az értékcsökkenési leírást illeti, azok a kezdeti tőkeköltséghez és a vezeték élettartamához kapcsolódnak. Levonásokat tartalmaz a tárgyi eszközök teljes helyreállításával járó fejlesztésekre és a tőkejavításokra. Az amortizációs költség a vonal eredeti bekerülési értékének százalékában az eredeti bekerülési érték százalékában kerül meghatározásra. És ezt a teljes árat élete végéig vissza kell fizetnie. A százalékos értékcsökkenési levonásokat a következő képlet határozza meg:

Folyamatos javítási költségek

Általában ezek a költségek a vonalak eredeti költségének minimális részét teszik ki. A vidéki hálózatokat tekintve ez csak néhány százaléka a kezdeti költségnek.

A személyzet fizetése

Alállomásokat kiszolgáló vonalvezetők, műszaki mérnökök, adminisztratív dolgozók stb. mindenkinek fizetésre van szüksége. Tehát ez a komponens hozzáadódik az éves működési költségekhez. Ennek eredményeként a villamosenergia-átvitel működési költségei a évben:

A gazdasági hatékonyság a várható költségcsökkenéssel becsülhető meg:

A vezető méretének szerepe

Már a tervezési szakaszban is el kell érni olyan feltételeket, hogy ez a mutató (becsült költségcsökkentés) a legalacsonyabb legyen. És itt egyszerűen nagyon fontos a vezeték optimális keresztmetszetének kiválasztása.

Ha a szakaszt növeljük, az elektromos veszteségek költsége hiperbolával csökken.De magának a vonalnak a költsége egyenes vonalban nő. Vagyis a kezdeti költségektől függő levonások is lineárisan növekednek.

A karbantartással és a bérekkel kapcsolatos költségek szinte függetlenek a vezetékek keresztmetszetétől, és elhanyagolhatóak. Végül pedig a várható csökkentett költségek értéke, a karbantartási költségek figyelembe vétele nélkül, grafikusan ábrázolható egy görbe, amely az áramveszteségek és az üzemeltetési költségek összege lesz.

Ennek a görbének a minimális értéke pontosan megfelel majd az optimálisnak, ún. Gazdaságos vezeték keresztmetszete.

A vezető gazdaságos keresztmetszetének megfelelő megválasztása azt jelzi, hogy a vezetéket a legoptimálisabb módon tervezték, és az ilyen feltételek mellett a várható költségcsökkentés a lehető legalacsonyabb lesz.

Az egyes vonalak tervezési folyamatában ki kell számítani a vezeték gazdaságos keresztmetszetét, figyelembe véve a különféle lehetőségeket. De a gyakorlatban ez ritkán történik meg. A megjelenített grafikon minimuma nem pontos érték, a grafikon lapos, ezért gyakran igyekeznek a legkisebb keresztmetszetű vezeték(eke)t megtakarítás céljából kiválasztani.

A PUE szerint, a gazdaságos áramsűrűség kiválasztása több szempont alapján történik: attól függően, hogy a vezető milyen fémet használ (réz vagy alumínium), milyen szigetelés lesz (gumi, PVC, kombinált) és egyáltalán lesz-e, hány óra maximális terhelésű lesz, gazdaságos áramsűrűséget választanak. Erre van egy asztal. Egy bizonyos áramsűrűségen alapuló gazdasági keresztmetszet pedig könnyen megtalálható a következő képlettel:

Így választják ki a keresztmetszeteket a 35-220 kV feszültségű vezetékekhez. A számítási műveletek egyszerűek.

Több különböző terhelésű vezetéknél figyelembe veszik azt a tényt, hogy a vezeték minden szakaszának saját gazdasági áramsűrűséggel kell rendelkeznie, és a keresztmetszet vagy a teljes vonal mentén azonos, vagy minden szakaszon saját. Ismét minden webhelyhez használja a képletet:

Az egyetlen terhelésű vonal teljesítményveszteségét a következő képlet határozza meg:

Ha a vezetéknek több terhelése van, és a vezetéket mindenhol azonos keresztmetszetű választják, akkor a teljesítményveszteségek egyenlőek lesznek:

Ha több terhelésre állandó keresztmetszetet szeretne keresni, az egyenértékű áram alapján, először keresse meg az egyenértékű áramot:

Ezután kiszámítjuk a gazdasági keresztmetszetet a gazdasági áram értéke alapján:

A legegyszerűbb, ha ugyanabból a szakaszból építünk vezetéket a teljes hosszon, de akkor bele kell tűrni, hogy az energiaveszteségek és az anyagköltségek nagyobbak lesznek, mint az egyes szakaszokhoz tartozó szakaszok egyedi kiválasztásával.

Vidéki területeken a 10 kV feszültségű légvezetékeknél a szakasz kiválasztásának három módja közül választhatnak:

• Gazdasági áramsűrűség alapján;

• A 10 kV-os feszültségű hálózatok kiépítésének alapelve szerint, amikor a fő 70 m2 keresztmetszetű acél-alumínium huzalokból készül, a transzformátor alállomásokhoz pedig 10 / 0,4 kV-os, legalább AC35 feszültségű.

• A minimális költség elve szerint, amikor minden áramértékhez megfelelő keresztmetszetű vezetéket választanak ki, és a csökkentett költségeket a lehető legkisebb mértékben érik el.

Az összes csökkentett költségnek a számított teljesítménytől való függésének grafikonjai szerint, amelyek egy ábra különböző szakaszaira vonatkoznak, az optimális vezető kerül kiválasztásra. Az egymást átfedő grafikonok betekintést nyújtanak a gazdasági terhek korlátozott körébe.

Ezen túlmenően, a kiválasztás a mechanikai szilárdságnak megfelelően és a felhasználó által a feszültség szabványosított eltéréseinek figyelembevételével történik. A vidéki elektromos hálózatokban a 380 voltos felsővezetékek gazdasági áramsűrűségének hagyományosan 0,5 és 0,7 A / négyzetméter közötti tartományban kell lennie, és a vezeték keresztmetszetét ezen követelmény alapján kell kiválasztani. Ezután ellenőrizze a megengedett feszültségesést. A vezeték minden szakasza teljes fázisú, és az alumínium vezetékek keresztmetszete nem lehet kisebb 50 m2-nél.