3.5. Выбор сечений проводов

Выбор экономических сечений проводов является одной из важнейших задач проектирования и сооружения электрических сетей, т.к. связан со значительными капиталовложениями, основными расходами проводниковых мате­риалов, потерями мощности и электроэнергии в системах.

При выборе экономических сечений для линий напряжением до 500 кВ нужно пользоваться нормированными обобщенными показателями. К ним от­носятся:

– значения экономической плотности тока для основных районов страны;

– экономические токовые интервалы для каждой марки провода.

В первом случае суммарное сечение проектируемой линии электропередачи

где – нормированное значение экономической плотности тока, выби­раемое по [6,7]; – расчетный ток линии при её эксплуатации (он должен соответствовать условиям нормальной работы сети, т.е. не следует учитывать увеличения тока при авариях или ремонтах в каких-либо элементах сети); – коэффициент, учитывающий изменение тока нагрузки по годам эксплуатации.

В расчетах рассматриваем нормальный максимальный режим работы сети и принимаем . Сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного.

Следует знать, что значения [6,7] относятся к проектируемым линиям и не являются критерием экономической нагрузки существующих линий. Для эксплуатируемых линий допускается превышение (вплоть до двухкратного) нормативных значений плотности тока вместо прокладки дополнительных ли­ний или замены проводов на большие сечения, конечно, при выполнении до­пустимых условий по короне и по нагреву.

В связи с применением на линиях унифицированных опор, капитальные затраты и ежегодные отчисления изменяются дискретно, поэтому для выбора экономических сечений целесообразно использовать метод экономических интервалов.

Согласно этой методике для воздушных и кабельных линий разных напряжений и исполнений определяются затраты в зависимости от тока для различ­ных сечений на единицу длины линии без учета ущерба:

, (4)

где – коэффициент, учитывающий норму дохода на капитал; – коэффициент суммарных ежегодных отчислений на амортизацию, ре­монт и обслуживание линии; – стоимость одного километра длины линии; – время потерь, – стоимость потерянной энергии по замыкающим затратам [6]; – погонное активное сопротивление линии [6,7].

Указанные зависимости представляют собой серию пересекающихся параболических кривых (рис. 10).

Рис. 10. Методика выбора сечений линий (экономические интервалы)

На рис. 10 показаны кривые, построенные по (4) для трёх стандартных зна­чений сечений линии ( ). Точки их пересечения ( ) – опреде­ляют значение тока, при котором следует перейти от одного к другому сече­нию, а отрезок ( ) определяет экономический интервал сечения . Внешняя ломаная кривая (изображена утолщенной линией) соответствует минимальным затратам, а, следовательно, определяет экономические сечения.

По данной методике построены номограммы экономических интервалов , которые позволяют точно выбирать экономические сечения для линий, различных по напряжению и конструкции [3].

На выбранные экономические сечения накладываются ограничения, учитывающие ряд технических требований.

1. При напряжении выше 35 кВ для устранения коронирования и радио­помех выбираемые сечения ( ) должны удовлетворять условию .

2. Для сетей напряжением ≤ 35кВ по условиям механической прочности .

3. Сечения проводников по нагреву длительно допустимым током нагруз­ки в нормальных и послеаварийных режимах должны обеспечить условие .

4. Минимальные сечения жил кабельных линий по условию протекания токов короткого замыкания – .

Здесь , , – соответственно минимальные допус­тимые сечения проводов по короне, по механической прочности, по термиче­ской устойчивости к токам короткого замыкания.

При выборе сечений проводников достаточно учесть наиболее жесткое из названных ограничений.

К техническим требованиям относится также необходимость обеспечения допустимых потерь напряжения в местных сетях и допустимых отклонений напряжения у потребителей в районных сетях.

Экономические сечения проводов выбираются лишь для вновь проектируемых линий. Для существующих линий провода проверяются только по условию нагрева.

В настоящее время увеличение передаваемой мощности по сети требует больших капиталовложений. Так как потребление электроэнергии растет, сетевые компании должны реконструировать существующие сети с увеличением сечения провода, и соответственно увеличением его массы. В конечном счете, компании сталкиваются с заменой существующих опор электросетей новыми, рассчитанными на более высокие нагрузки, или строительством новых ЛЭП. Последнее может быть затруднено особенно при пролегании трассы ВЛ в густонаселенном районе, и в малонаселенных районах частных земель, таких как национальные парки, заповедники и другие зоны с запретом на строительство. Таким образом, недавние попытки разработать провода, сочетающие в себе высокую механическую прочность и малый вес без снижения пропускной способности, привлекли интерес различных компаний.

Рассмотрим ряд существующих разработок, которые при необходимости можно использовать при выполнении курсового проекта.