Выбор сечения проводов по экономическим интервалам

При применении метода выбора сечения проводов по экономической плотности тока сечение выбиралось в основном исходя из величины капитальных вложений, фактически – из расхода металла на провода линии. 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. Несмотря на указанные достоинства, применение экономической плотности тока для выбора сечения воздушных линий приводит к ошибкам, обусловленным не вполне обоснованными допущениями. Во-первых, предположением линейной зависимости капитальных вложений в линию от ее длины. Линейная зависимость нарушается при переходе к массовому строительству воздушных линий на унифицированных опорах. Во-вторых, необоснованным допущением при выводе выражения J_{эк ρ 0} непрерывности сечения в выражении приведенных затрат. В действительности сечения изменяются дискретно. Третье допущение состоит в предположении, что в выражении затрат наибольший ток в линии I_нб постоянен. Это не так, для различных линий наибольший ток разный. Метод выбора сечений, свободный от указанных недостатков, получил название метода экономических интервалов.

Экономические интервалы токовых нагрузок для выбора сечения провода определяются следующим образом. Для различных стандартных сечений проводов воздушных линий 35-750 кВ строятся зависимости приведенных затрат на линию от тока I_нб. Для каждого сечения приведенные затраты определяются по выражению, которое можно записать в следующем виде:

На рис.2 зависимости затрат показаны для сечений

                                                                                                     S₁<S₂<S₃     

Рис. 2.

Рассмотрим выбор сечения по экономическим интервалам токовых нагрузок. Точка пересечения кривой S₁ c кривой S₂ определяет значение наибольшего тока  I_нб1, при котором приведенные затраты в варианте с сечением S₁ равны приведенным затратам в варианте с сечением S₂. Если ток в линии меньше I_нб1, то наименьшие затраты соответствуют сечению S₁, т.е. экономически целесообразно выбрать именно это сечение. Значение тока от нуля до I_нб1 – экономический интервал для первого сечения. Если ток находится в пределах от I_нб1 до I_нб2 экономически целесообразным будет второе сечение. При токе большем I_нб2 выбирают сечение S₃.

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

I_p= I_нб∙α₁∙α_т

где I_нб - 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;

α₁ - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии;

α_т - коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки Т_нб и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы К_м.

Для линий 110-220 кВ значение α₁ принимается равным 1,05, для линий более высокого напряжения этот коэффициент определяется по специальным таблицам, коэффициент α_т – по таблице.

Экономические интервалы тока для выбора сечений проводов воздушных линий 35-750 кВ, в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки, определенной по району гололеда, материала опор и количества цепей в линии находятся из специальных таблиц или номограмм.

Если расчетная токовая нагрузка меньше нижней границы интервала применения минимального сечения данного напряжения, то необходимо сравнение с вариантов линии более низкого напряжения.

Экономические интервалы токов и мощностей подсчитаны для сечений, которые равны минимально допустимым по условиям или больше них. Поэтому проверять по условиям короны надо только воздушные линии 110 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками выше 1500м 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 не целесообразно. Сечение проводов воздушных линий необходимо проверить по допустимому нагреву в послеаварийном режиме.