Densità di corrente economica, selezione della sezione del cavo in base alla densità di corrente economica

I costi relativi al funzionamento dei sistemi di trasmissione di potenza sono suddivisi in diverse componenti:

• il costo delle perdite nelle linee e nei trasformatori;

• detrazioni di ammortamento;

• costi di riparazione in corso;

• salario del personale.

Perdita di energia

Il costo delle perdite di linea è legato a due parametri: l'ammontare delle perdite annuali e il costo per unità di energia elettrica persa. L'ammontare delle perdite è direttamente correlato al fattore di potenza del carico. Infatti, a parità di potenza attiva assorbita, la corrente in linea risulta essere inversamente proporzionale al fattore di potenza, quindi la potenza dissipata sarà inversamente proporzionale al quadrato del fattore di potenza:

Quindi, per ridurre le perdite attive nelle linee, è necessario, se possibile, aumentare il fattore di potenza del carico. In particolare, i trasformatori devono essere a pieno carico ei motori non devono funzionare a vuoto.Spesso, per aumentare il fattore di potenza di trasformatori e motori, è sufficiente installare condensatori di compensazione vicino all'utenza, per installare un sistema di compensazione della potenza reattiva.

Spesa di ammortamento

Per quanto riguarda le quote di ammortamento, esse sono correlate ai costi di capitale iniziali e alla vita della linea. Contiene detrazioni per migliorie con recupero integrale delle immobilizzazioni e per riparazioni in conto capitale. L'ammortamento come percentuale del costo originale della riga è determinato come percentuale del costo originale. E quel prezzo intero deve essere ripagato per il resto della sua vita. Le deduzioni di ammortamento in percentuale sono determinate dalla seguente formula:

Costi di riparazione in corso

Solitamente questi costi sono una minima parte del costo originario delle linee. In termini di reti rurali, questa è solo una piccola percentuale del costo iniziale.

Salario del personale

Guardalinee al servizio delle sottostazioni, ingegneri tecnici, impiegati amministrativi, ecc. tutti hanno bisogno di uno stipendio. Quindi questa componente viene aggiunta ai costi operativi annuali. Di conseguenza, i costi operativi di trasmissione dell'energia elettrica per l'anno saranno:

L'efficienza economica può essere stimata dai costi ridotti attesi:

Il ruolo della dimensione del conduttore

Anche in fase di progettazione, è necessario raggiungere tali condizioni in modo che questo indicatore (costi ridotti stimati) sia il più basso. E qui è semplicemente molto importante scegliere la sezione ottimale del filo.

Se la sezione viene aumentata, il costo delle perdite di elettricità diminuirà con un'iperbole.Ma il costo della linea stessa aumenterà in linea retta. Cioè, anche le detrazioni dipendenti dai costi iniziali aumenteranno linearmente.

I costi associati alla manutenzione e agli stipendi sono quasi indipendenti dalla sezione dei cavi e possono essere trascurati. E alla fine, il valore dei costi ridotti previsti, senza tener conto dei costi di manutenzione, è possibile rappresentare graficamente una curva che sarà la somma dei costi delle perdite di energia elettrica e dei costi operativi.

Il valore minimo di questa curva corrisponderà esattamente al cosiddetto ottimale. Sezione economica del conduttore esterno.

Il fatto che venga scelta la corretta sezione economica del conduttore indica che la linea è progettata nel modo più ottimale e che i costi ridotti attesi in tali condizioni saranno i più bassi possibili.

Nel processo di progettazione di ciascuna linea, è necessario calcolare la sezione economica del filo, considerando varie opzioni. Ma in pratica questo viene fatto raramente. Il minimo del grafico visualizzato non è un valore esatto, il grafico è piatto, quindi spesso cercano di scegliere il/i filo/i con la sezione trasversale più piccola per risparmiare denaro.

Secondo PUE, la densità di corrente economica viene scelta in base a diversi criteri: a seconda di quale metallo del conduttore viene utilizzato (rame o alluminio), quale sarà l'isolamento (gomma, PVC, combinato) e se lo sarà affatto, quante ore sarà di carico massimo, viene selezionata una densità di corrente economica. C'è un tavolo per questo. E la sezione economica basata su una certa densità di corrente può essere facilmente trovata dalla formula:

In questo modo vengono selezionate le sezioni trasversali per le linee elettriche con tensioni da 35 a 220 kV. Le operazioni di calcolo sono semplici.

Per una linea con più carichi diversi, si tiene conto del fatto che ogni sezione della linea deve avere la propria densità di corrente economica e la sezione trasversale è la stessa lungo l'intera linea o in ciascuna sezione la propria. Anche in questo caso per ogni sito usa la formula:

La perdita di potenza in una linea con un solo carico è determinata dalla formula:

Se la linea ha più carichi e il filo viene scelto ovunque con la stessa sezione trasversale, le perdite di potenza saranno uguali:

Per trovare una sezione trasversale costante per più carichi, in base alla corrente equivalente, trovare prima la corrente equivalente:

Quindi la sezione economica viene calcolata in base al valore della corrente economica:

Il modo più semplice è costruire una linea dalla stessa sezione lungo l'intera lunghezza, ma poi devi sopportare il fatto che le perdite di energia e i costi dei materiali saranno maggiori rispetto alla selezione individuale delle sezioni per ciascuna sezione specifica.

Nelle zone rurali, per le linee aeree con una tensione di 10 kV, ricorrono a uno dei tre metodi di selezione di una sezione:

• Basato sulla densità di corrente economica;

• Secondo il principio di base della costruzione di reti con una tensione di 10 kV, quando quella principale è costituita da fili di acciaio-alluminio con una sezione trasversale di 70 mmq, e alle sottostazioni di trasformazione 10 / 0,4 kV-sblocco almeno AC35.

• Secondo il principio del costo minimo, quando per ogni valore di corrente si seleziona un filo di sezione adeguata e si ottengono i costi ridotti il ​​più possibile ridotti.

In base ai grafici della dipendenza dei costi totali ridotti dalla potenza calcolata, mostrati per diverse sezioni di una figura, viene selezionato il conduttore ottimale. I grafici sovrapposti forniscono informazioni su una gamma limitata di oneri economici.

Inoltre, la selezione viene regolata in base alla resistenza meccanica e tenendo conto delle deviazioni standardizzate della sollecitazione da parte dell'utente. La densità di corrente economica per le linee aeree con una tensione di 380 volt nelle reti elettriche rurali dovrebbe essere tradizionalmente compresa tra 0,5 e 0,7 A / mmq e la sezione trasversale del filo viene selezionata in base a questo requisito. Quindi controllare la caduta di tensione consentita. Tutte le sezioni della linea sono realizzate in fase piena e la sezione trasversale dei fili di alluminio non deve essere inferiore a 50 mmq.