Densitat de corrent econòmica, selecció de la secció del cable per densitat de corrent econòmica

Els costos relacionats amb el funcionament dels sistemes de transmissió d'energia es divideixen en diversos components:

• el cost de les pèrdues en línies i en transformadors;

• deduccions per amortització;

• costos de reparació en curs;

• salari del personal.

Pèrdua d'energia

El cost de les pèrdues de línia està relacionat amb dos paràmetres: l'import de les pèrdues anuals i el cost per unitat d'electricitat perduda. La quantitat de pèrdues està directament relacionada amb el factor de potència de la càrrega. De fet, amb el mateix consum d'energia activa, el corrent a la línia resulta ser inversament proporcional al factor de potència, per tant, la pèrdua de potència serà inversament proporcional al quadrat del factor de potència:

Per tant, per reduir les pèrdues actives a les línies, cal augmentar el factor de potència de càrrega si és possible. En particular, els transformadors han d'estar completament carregats i els motors no han de funcionar sense càrrega.Sovint, per augmentar el factor de potència dels transformadors i motors, n'hi ha prou amb instal·lar condensadors compensadors a prop del consumidor, per instal·lar un sistema de compensació de potència reactiva.

Despesa d'amortització

Pel que fa a les despeses d'amortització, estan relacionades amb els costos inicials de capital i la vida útil de la línia. Conté deduccions per millores amb recuperació total de l'immobilitzat i per reparacions capitals. La càrrega d'amortització com a percentatge del cost original de la línia es determina com a percentatge del cost original. I aquest preu total s'ha de pagar durant la resta de la seva vida. El percentatge de deduccions per amortització es determina mitjançant la fórmula següent:

Costos de reparació en curs

En general, aquests costos són una part mínima del cost original de les línies. Pel que fa a les xarxes rurals, això és només un poc per cent del cost inicial.

Salari del personal

Línies al servei de subestacions, enginyers tècnics, treballadors administratius, etc. tothom necessita un sou. Així, aquest component s'afegeix als costos anuals d'explotació. En conseqüència, els costos d'explotació del transport d'electricitat per a l'any seran:

L'eficiència econòmica es pot estimar mitjançant la reducció de costos esperada:

El paper de la mida del conductor

Fins i tot en l'etapa de disseny, cal aconseguir aquestes condicions perquè aquest indicador (costos reduïts estimats) sigui el més baix. I aquí simplement és molt important triar la secció transversal òptima del cable.

Si s'augmenta la secció, el cost de les pèrdues d'electricitat disminuirà amb una hipèrbola.Però el cost de la mateixa línia augmentarà en línia recta. És a dir, les deduccions en funció dels costos inicials també augmentaran de manera lineal.

Els costos associats amb el manteniment i els salaris gairebé no tenen relació amb la secció transversal dels cables i es poden descuidar. I al final, el valor dels costos reduïts esperats, sense tenir en compte els costos de manteniment, es pot representar gràficament una corba que serà la suma dels costos de les pèrdues d'electricitat i els costos d'explotació.

El valor mínim d'aquesta corba correspondrà exactament a l'òptim, l'anomenat. Secció econòmica del conductor de la línia.

El fet que s'esculli la secció econòmica correcta del conductor indica que la línia està dissenyada de la manera més òptima i els costos reduïts esperats en aquestes condicions seran el més baixos possible.

En el procés de disseny de cada línia, cal calcular la secció transversal econòmica del cable, tenint en compte diverses opcions. Però a la pràctica això es fa poques vegades. El mínim del gràfic que es mostra no és un valor exacte, el gràfic és pla, de manera que sovint intenten triar els cables amb la secció transversal més petita per estalviar diners.

Segons PUE, la densitat de corrent econòmica s'escull en funció de diversos criteris: segons quin metall del conductor s'utilitzi (coure o alumini), quin aïllament serà (goma, PVC, combinat) i si serà, quantes hores serà de càrrega màxima, es selecciona una densitat de corrent econòmica. Hi ha una taula per a això. I la secció transversal econòmica basada en una certa densitat de corrent es pot trobar fàcilment amb la fórmula:

Així es seleccionen les seccions transversals per a línies elèctriques amb tensions de 35 a 220 kV. Les operacions computacionals són senzilles.

Per a una línia amb diverses càrregues diferents, es té en compte que cada tram de la línia ha de tenir la seva pròpia densitat de corrent econòmica, i la secció transversal és la mateixa al llarg de tota la línia, o en cada tram la seva. De nou, per a cada lloc, utilitzeu la fórmula:

La pèrdua de potència en una línia amb una única càrrega es determina per la fórmula:

Si la línia té diverses càrregues i el cable es tria a tot arreu amb la mateixa secció transversal, les pèrdues de potència seran iguals:

Per trobar una secció transversal constant per a diverses càrregues, basant-se en el corrent equivalent, primer trobeu el corrent equivalent:

Aleshores, la secció econòmica es calcula a partir del valor del corrent econòmic:

La manera més senzilla és construir una línia a partir del mateix tram al llarg de tota la seva longitud, però després s'ha d'aguantar que les pèrdues d'energia i els costos de material seran més grans que amb la selecció individual de trams per a cada tram concret.

A les zones rurals, per a línies aèries amb una tensió de 10 kV, recorren a un dels tres mètodes per seleccionar una secció:

• Basat en la densitat de corrent econòmica;

• D'acord amb el principi bàsic de la construcció de xarxes amb una tensió de 10 kV, quan la principal està feta de cables d'acer-alumini amb una secció transversal de 70 mm quadrats, i per a subestacions transformadores 10 / 0,4 kV desbloquejant almenys AC35.

• Segons el principi de cost mínim, quan per a cada valor actual es selecciona un cable amb una secció transversal adequada i els costos reduïts s'obtenen el més petit possible.

Segons els gràfics de la dependència dels costos totals reduïts de la potència calculada, mostrats per a diferents seccions d'una figura, es selecciona el conductor òptim. Els gràfics superposats proporcionen informació sobre un ventall limitat de càrregues econòmiques.

A més, la selecció s'ajusta segons la resistència mecànica i tenint en compte les desviacions estandarditzades de la tensió per part de l'usuari. La densitat de corrent econòmica per a línies aèries amb una tensió de 380 volts a les xarxes elèctriques rurals hauria d'estar tradicionalment en el rang de 0,5 a 0,7 A / sq.mm, i la secció transversal del cable es selecciona en funció d'aquest requisit. A continuació, comproveu la caiguda de tensió permesa. Totes les seccions de la línia estan fetes de fase completa i la secció transversal dels cables d'alumini no ha de ser inferior a 50 mm quadrats.