經濟電流密度,按經濟電流密度選擇電纜截面
與電力傳輸系統運行相關的成本分為幾個部分:
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線路和變壓器的損失成本;
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折舊扣除;
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持續維修費用;
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員工工資。
能量損失
線損成本與兩個參數有關:年損失量和每單位損失電量的成本。損耗的多少與負載的功率因數直接相關。事實上,在相同的有功功率消耗下,線路中的電流與功率因數成反比,因此功率損耗將與功率因數的平方成反比:
因此,要降低線路中的有功損耗,有必要盡可能提高負載功率因數。特別是變壓器必須滿載,電動機不得空載運行。通常,要提高變壓器和電機的功率因數,只需在用戶附近安裝補償電容器,安裝無功功率補償系統即可。
折舊費用
關於折舊費用,它們與初始資本成本和線路壽命有關。它包含對完全回收固定資產的改進和資本維修的扣除。攤銷費用佔線路原始成本的百分比按原始成本的百分比確定。而她的餘生都必須償還全部的代價。折舊扣除百分比由以下公式確定:
持續維修費用
通常這些成本是線路原始成本的最小部分。就農村網絡而言,這只是初始成本的百分之幾。
員工工資
變電站巡線員、技術工程師、行政人員等。每個人都需要薪水。所以這個部分被添加到年度運營成本中。因此,當年的輸電運營成本為:
經濟效率可以通過預期降低的成本來估算:
導體尺寸的作用
即使在設計階段,也需要達到這樣的條件,使這個指標(預計降低的成本)最低。在這裡,選擇最佳的導線橫截面非常重要。
如果截面增加,電損成本將呈雙曲線下降。但是線路本身的成本會直線上升。也就是說,取決於初始成本的扣除額也會線性增加。
與維護和工資相關的成本幾乎與電線的橫截面無關,可以忽略不計。最後,在不考慮維護成本的情況下,預期降低成本的價值可以用圖形描繪出一條曲線,該曲線將是電力損失成本和運營成本的總和。
這條曲線的最小值將恰好對應於最優值,即所謂的。導線的經濟橫截面。
選擇正確的導體經濟橫截面這一事實表明線路是以最佳方式設計的,並且在這種條件下預期的成本降低將盡可能低。
在每條線路的設計過程中,需要計算出導線的經濟截面,綜合考慮各種方案。但實際上很少這樣做。顯示的圖形的最小值不是精確值,圖形是扁平的,因此他們通常會嘗試選擇截面最小的電線以節省資金。
根據PUE,經濟電流密度是根據幾個標準選擇的:取決於使用的導體金屬(銅或鋁),絕緣材料(橡膠,PVC,組合)以及是否完全絕緣,多少小時它將具有最大負載,選擇經濟的電流密度。有一張桌子。而基於一定電流密度的經濟截面可以很容易地通過公式求出:
這就是為電壓為 35 至 220 kV 的電源線選擇橫截面的方式。計算操作很簡單。
對於具有多個不同負載的線路,考慮到線路的每個部分必須具有自己的經濟電流密度,並且橫截面沿著整條線路是相同的,或者在每個部分中都是相同的。再次為每個站點使用公式:
單負載線路中的功率損耗由以下公式確定:
如果線路有多個負載並且各處都選擇相同橫截面的導線,則功率損耗將相等:
要根據等效電流找到多個負載的恆定橫截面,首先找到等效電流:
然後根據經濟電流值計算經濟截面:
最簡單的方法是從同一部分沿著整個長度構建一條線,但是你必須忍受這樣一個事實,即能量損失和材料成本將比為每個特定部分單獨選擇部分更大。
在農村地區,對於電壓為10kV的架空線路,他們採用三種選段方法之一:
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基於經濟電流密度;
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根據10kV電壓建網的基本原則,當主線採用截面為70平方毫米的鋼鋁線時,至變電站10/0.4kV-開鎖至少AC35。
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根據成本最低原則,對每個電流值,選擇截面合適的導線,所降低的成本盡可能小。
根據降低的總成本對計算功率的依賴關係圖(針對一張圖的不同部分顯示),選擇最佳導體。重疊的圖表提供了對有限範圍經濟負擔的洞察力。
此外,根據機械強度並考慮用戶應力的標準化偏差來調整選型。傳統上,農村電網380伏電壓架空線路的經濟電流密度應在0.5~0.7安/平方毫米範圍內,導線截面的選擇應按此要求進行。然後檢查允許的電壓降。線路各段均採用全相,鋁線截面不小於50平方毫米。
