CC BY
31
АНАЛИЗ МЕТОДИКИ ВЫБОРА СЕЧЕНИИ ПРОВОДОВ
ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ТОКОВЫХ
ИНТЕРВАЛОВ Лавренчук О.Э.1, Пак В.Е.2, Якубова Е.Е.3, Тимохин Р.В.4,
Султанов Р.А.5
1 Лавренчук Ольга Эдуардовна - студент 2Пак Виктор Евгеньевич - студент; 3Якубова Екатерина Евгеньевна - студент; 4Тимохин Роман Владимирович - студент; 5Султанов Рахман Алимирзаевич - студент, специальность: электроэнергетические сети и системы, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва
Аннотация: в статье анализируется методика выбора сечений проводов воздушной линии электропередачи с использованием экономических токовых интервалов, рассматриваются основные принципы, на которых основана методика и определяются достоинства и недостатки методики.
Ключевые слова: сечение проводов, электропередачи, экономические токовые интервалы, затраты, капиталовложения.
УДК 621.31
Дискретная ТЭМ ВЛЭП с UHOM < 220 кВ является основной для выбора сечений проводов линии по методу экономических токовых интервалов (МЭТИ). Есть некоторые следующие допущения [1]:
1. отсутствуют потери активной мощности на корону (АРкор=0);
2. линия сооружается в течение первого года расчетного периода (Tc=1 год), т.е. Кл0г=Кл01 =Кл0 ( это справедливо для большинства ВЛЭП с номинальным напряжением до 220 кВ), после чего начинается ее нормальная эксплуатация, в течение срока до момента окончания расчетного периода (Тэ = Тр -Тс);
3. ежегодные отчисления от капиталовложений на обслуживание, ремонт и реновацию, а также цена ЭЭ в течение расчетного периода не изменяются, т.е.
аобсл.Л = COnSt > арен.Л = COnSt и Цэ = COnSt ;
4. конфигурация графика перетока активной мощности по линии в течение расчетного периода остается одинаковой, т.е. Т б = const;
5. изменение активного сопротивления фазы линии от температуры не учитывается;
6. ущерб от перерывов электроснабжения потребителей в функции затрат также не учитывается.
Удельные затраты на сооружение 1км ВЛЭП:
ЗсоорЛ0i = КЛ0i • (1 + Е)'1 = КЛОба* ' Кеф ' (1 + , (1)
Удельные затраты на обслуживание и ремонт за период эксплуатации до окончания расчетного периода:
Тр
ЗобслЛ0i = ^ КЛ 0i ' аобслЛ ' (1 ^ Е) = КЛ 0базi ' деф ' аобслЛ ' Dр.э. , (2)
t=2
Расчетный дисконтирующий множитель:
(1 + ЕГ лет. (3)
г=2
Удельные затраты на возмещение потерь электроэнергии, при неизменной нагрузке за период эксплуатации:
ЗтплО, = £ Ц - АЗ• (1 + Е)г = Цэ ■ 312нб • гш - Ю-3 ■ Г ■ DP. э .. (4)
г=2
Удельные затраты, пропорциональные ликвидационной стоимости:
Зликв. Л О; = КЛ Обаз; - Кдеф - (1 — арен. Л 'Тэ ) ■ (1 + Е) ^ ■
Удельные дисконтированные затраты:
3ЛО; = 3соорЛ О; + 3обслЛ О; — 3ликвЛ О; + 3потЛ О; ■ (5)
Выражение можно записать в виде двух составляющих, первая из которых пропорциональна удельной стоимости сооружения линии, а вторая характеризует удельные затраты на компенсацию потерь электроэнергии
3ЛО; = 3К.ЛО; + 3иотЛ О; = АЛ ' КЛОбаз; + ВЛ нб ' ГОг , (6)
где А = Кдеф ■ [(1 + Е)-1 + а^ ■ ^^^^^ - (1 - а рен л ■Тз )-(1 + Е)-Тр ] ,
Вл = 3-Цэ -г-£р.э.-1О-3.
Полученное выражение представляет собой дискретную ТЭМ линии электропередачи. Оно определяет зависимость дисконтированных затрат от расчетного тока в фазе одной цепи ВЛЭП с сечением , т.е. Злш = f (1нб). Эта
функция является параболой, положение которой на плоскости (3^0 г, 1нб) определяется параметрами, зависящими от сечения провода (с индексом I), и расчетными коэффициентами Ал и Вл, которые зависят от совокупности
экономических параметров(Е,Тр,Дэ,аренл,л) и от характеристики графика
перетока активной мощности по линии (Т б).
Для ВЛЭП с сечением провода > ^ выражение примет вид
3 = а ■ К + В ■ 12 ■ г (7)
3ЛО;+1 АЛ КЛОбазг+1 + ВЛ 1 нб %+1 ■ (7)
Экономические интервалы токовых нагрузок для выбора сечений провода определяются следующим образом. Для различных стандартных сечений проводов воздушных линий 35-750 кВ. строятся зависимости приведенных затрат на линию от тока 1нб. Для каждого сечения приведенные затраты определяются по выражению (7):
Постоянная часть затрат соответствует первому слагаемому, второе слагаемое соответствует стоимости потерь электроэнергии и зависит от квадрата тока, поэтому кривые приведенных затрат - параболы. Чем больше сечение, тем больше пологость парабол. Точка пересечения кривой ^ с кривой Г2 определяет значение наибольшего тока 1нб1, при котором приведенные затраты в варианте с сечением ^ равны приведенным затратам в варианте с сечением Г2. Если ток в линии меньше 1нб1 , то наименьшие затраты соответствуют сечению т.е. экономически целесообразно выбрать именно это сечение. Значение тока от нуля до 1нб1 - экономический интервал для первого сечения. Если ток находится в пределах от 1нб1 до 1нб2 , экономически целесообразным будет второе сечение. При токе, большем 1нб2, выбирается сечение Г2.
При использовании экономических интервалов тока необходимо уточнение понятия наибольшего тока линии. Сечения проводов надо выбирать по расчетной токовой нагрузке линии 1р , которая определяется по:
1р = !нб'ар-т, где 1нб - ток в линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для питающей и распределительных сетей из расчетарежима, соответствующего максимуму нагрузки энергосистемы;
а, - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатациилинии;
ат -коэффициент, учитывающий число часов максимальной нагрузки линии Тнб1 и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы Км Для линий 110-220 кВ значение а принимается 1,05 [2].
Метод экономической плотности тока и метод экономических токовых интервалов направлены на определение экстремума функции затрат на сооружение и эксплуатацию линии электропередачи в зависимости от ее сечения. Экстремум, соответствующий минимуму дисконтированных затрат, является решением задачи. Погрешности решения связаны с наличием допущений, которые вводятся в данных методах. Недостатком метода экономической плотности тока является четыре допущения, наличие которых позволяет получить только приближенное (оценочное) решение. Также в методе экономической плотности тока сечение определяется округлением до ближайшего стандартного сечения, что в некоторых случаях требует дополнительных расчетов. Метод экономических токовых интервалов однозначно определяет сечение, но требует большее количество исходных данных.
Список литературы
1. Зуев Э.Н., Ефентьев С.Н. Задачи выбора экономических целесообразных сечений проводов и жил кабелей. М.; Изд-во МЭИ 2005. 83 с.
2. Глазунов А.А., Шведов Г.В. Проектирование районной электрической сети. Методические указания к курсовому проектированию: методическое пособие. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 72 с.
