经济电流密度,按经济电流密度选择电缆截面

什么是经济电流密度与电力传输系统运行相关的成本分为几个部分:

  • 线路和变压器的损失成本;

  • 折旧扣除;

  • 持续维修费用;

  • 员工工资。

能量损失

线损成本与两个参数有关:年损失量和每单位损失电量的成本。损耗的多少与负载的功率因数直接相关。事实上,在相同的有功功率消耗下,线路中的电流与功率因数成反比,因此功率损耗将与功率因数的平方成反比:

能量损失

因此,要降低线路中的有功损耗,有必要尽可能提高负载功率因数。特别是变压器必须满载,电动机不得空载运行。通常,要提高变压器和电机的功率因数,只需在用户附近安装补偿电容器,安装无功功率补偿系统即可。

折旧费用

关于折旧费用,它们与初始资本成本和线路寿命有关。它包含对完​​全回收固定资产的改进和资本维修的扣除。摊销费用占线路原始成本的百分比按原始成本的百分比确定。而她的余生都必须偿还全部的代价。折旧扣除百分比由以下公式确定:

折旧费用

持续维修费用

通常这些成本是线路原始成本的最小部分。就农村网络而言,这只是初始成本的百分之几。

员工工资

变电站巡线员、技术工程师、行政人员等。每个人都需要薪水。所以这个部分被添加到年度运营成本中。因此,当年的输电运营成本为:

员工工资

经济效率可以通过预期降低的成本来估算:

经济效率计算

导体尺寸的作用

即使在设计阶段,也需要达到这样的条件,使这个指标(预计降低的成本)最低。在这里,选择最佳的导线横截面非常重要。

如果截面增加,电损成本将呈双曲线下降。但是线路本身的成本会直线上升。也就是说,取决于初始成本的扣除额也会线性增加。

与维护和工资相关的成本几乎与电线的横截面无关,可以忽略不计。最后,在不考虑维护成本的情况下,预期降低成本的价值可以用图形描绘出一条曲线,该曲线将是电力损失成本和运营成本的总和。

这条曲线的最小值将恰好对应于最优值,即所谓的。导线的经济横截面。

线路导体经济截面的确定

选择正确的导体经济横截面这一事实表明线路是以最佳方式设计的,并且在这种条件下预期的成本降低将尽可能低。

在每条线路的设计过程中,需要计算出导线的经济截面,综合考虑各种方案。但实际上很少这样做。显示的图形的最小值不是精确值,图形是扁平的,因此他们通常会尝试选择截面最小的电线以节省资金。


各种材料导体的经济电流密度

根据PUE,经济电流密度是根据几个标准选择的:取决于使用的导体金属(铜或铝),绝缘材料(橡胶,PVC,组合)以及是否完全绝缘,多少小时它将具有最大负载,选择经济的电流密度。有一张桌子。而基于一定电流密度的经济截面可以很容易地通过公式求出:

经济板块

这就是为电压为 35 至 220 kV 的电源线选择横截面的方式。计算操作很简单。

对于具有多个不同负载的线路,考虑到线路的每个部分必须具有自己的经济电流密度,并且横截面沿着整条线路是相同的,或者在每个部分中是相同的。再次为每个站点使用公式:

每个部分的部分定义

单负载线路中的功率损耗由以下公式确定:

单负载线路功率损耗

如果线路有多个负载并且各处都选择相同横截面的导线,则功率损耗将相等:

多负载线路中的功率损耗

要根据等效电流找到多个负载的恒定横截面,首先找到等效电流:

等效电流

然后根据经济电流值计算经济截面:

经济板块

最简单的方法是从同一部分沿着整个长度构建一条线,但是你必须忍受这样一个事实,即能量损失和材料成本将比为每个特定部分单独选择部分更大。

在农村地区,对于电压为10kV的架空线路,他们采用三种选段方法之一:

  • 基于经济电流密度;

  • 根据10kV电压建网的基本原则,当主线采用截面为70平方毫米的钢铝线时,至变电站10/0.4kV-开锁至少AC35。

  • 根据成本最低原则,当对每个电流值,选择合适截面的导线时,所降低的成本尽可能小。

根据降低的总成本对计算功率的依赖关系图(针对一张图的不同部分显示),选择最佳导体。重叠的图表提供了对有限范围经济负担的洞察力。

此外,根据机械强度并考虑用户应力的标准化偏差来调整选型。传统上,农村电网380伏电压架空线路的经济电流密度应在0.5~0.7安/平方毫米范围内,导线截面的选择应按此要求进行。然后检查允许的电压降。线路各段均采用全相,铝线截面不小于50平方毫米。

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