DOI 10.57112/22022-43

УДК 621.315.1

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ВЫБОРА ЭКОНОМИЧЕСКИ ОБОСНОВАННОГО СЕЧЕНИЯ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ПНП

Кочешкова Александра Максимовна

Хомутов Станислав Олегович

Павличенко Илья Александрович

Аннотация:

В статье рассмотрены традиционные методы определения экономически обоснованного сечения линий электропередач. Выявлены их достоинства и недостатки. Произведен анализ целесообразности применения аналогичных методик расчета с учетом проводов нового поколения (ПНП). Определены основные преимущества использования современных технологий для строительства линий электропередач. Цель работы состоит в выявлении того, как существующие на сегодняшний день способы выбора экономически приемлемого сечения проводника электрической энергии не учитывают тех преимуществ, которыми обладают провода нового поколения, тем самым теряя свою выгоду. Актуальность исследовательской работы заключается в повышении эффективности электроэнергетического комплекса, за счет интегрирования в сетевую инфраструктуру современных проводов на основании технико-экономического сопоставления. В работе рассматриваются два классических метода, основанные на статических приведенных затратах.

Ключевые слова: экономическая плотность тока, линии электропередач, провода нового поколения, экономический интервал, электроэнегетический комплекс.

При современном уровне развития технологий наблюдается увеличение потребления электрической энергии. Таким образом, становится актуален вопрос о повышении пропускной способности и надежности электрических сетей.

Важный параметр, который необходимо учитывать при проектировании электрических сетей это сечение кабеля или провода. Так или иначе, применяемые методики для выбора сечения, опираются на экономическую целесообразность. Так как с увеличением сечения увеличиваются затраты на сооружение линий электропередач, а затраты, связанные с потерей мощности снижаются.

На сегодняшний день выбор сечений проводов и кабелей осуществляется по экономической плотности тока и экономическим интервалам. Эти методы опираются на нормативные значения плотности тока, зависящие от условий, а так же на рекомендации, приведенные в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

В литературе по электрическим сетям [1] для двух методов определения экономических затрат на строительство линий электропередач (ЛЭП) применяется следующая формула:

() (

На основе приведенной формулы строятся два метода – метод экономической плотности тока и метод экономических интервалов.

Метод определения экономически обоснованного сечения кабеля по экономической плотности тока заключается в дифференцировании функции приведенных затрат по сечению. Отсюда получаем:

Но данный метод имеет ряд необоснованных допущений. Во-первых, экономическая плотность тока определяется по линейной зависимости капитальных вложений в линию от ее длины, что нарушается при переходе к масштабному строительству линий электропередач (ЛЭП) на унифицированных опорах. Во-вторых при выводе выражения экономической плотности тока основывается на предположении непрерывности сечения в выражении для приведенных затрат, потому как на самом деле сечения изменяются дискретно, а значит минимум затрат из условий определить не представляется возможным. В-третьих, предполагается, что в выражении затрат наибольший ток в линии постоянен. Но наибольший ток величина переменная, так как он зависит от типа линий.

Метод экономических интервалов не имеет вышеуказанных недостатков и основан на методе статических приведенных затрат. Это значит, что для определенного сечения провода или кабеля затраты не увеличиваются на сооружение опор, а только на сам проводник и потери, связанные с ним.

Но технологии развиваются, предполагая применение рациональных и эффективных решений на основании технико-экономического сопоставления. При строительстве новых воздушных линий (ВЛ) становится целесообразно применение проводов нового поколения (ПНП), которые обладают рядом преимуществ. Это в первую очередь повышение энергетической эффективности, а именно, передача большей мощности и снижение капитальных затрат за счет возможности снижения количества промежуточных опор. Но метод токовых интервалов становится не актуальным из-за того, что не учитывает тех особенностей, которыми обладают провода нового поколения (ПНП).

Необходимо провести дополнительные исследования и актуализировать описанные в работе методы с целью их адаптации для ПНП.

Список используемой литературы:

1. Идельчик В. И. Электрические системы и сети // Москва. Энергоатомиздат, 1989. С. 263-274.

2. Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС» // Указания по проектированию ВЛ 220 кВ и выше с неизолированными проводами нового поколения. 2019.

3. Курьянов В. Н., Султанов М. М., Фокин В. А., Тимашова Л. В. Инновационные высокоэффективные провода для линий электропередачи // Энергия единой сети. Высоковольтные линии электропередачи. Провода. Статья в сборнике трудов конференции, 2016.

4. Тимашова Л. В., Назаров И. А., Мерзляков А. С. Современные конструкции проводов ВЛ // Энергия единой сети. Воздушные линии, 2013.

5. Шишлаков В. Ф., Соленая О. Я., Соленый С. В. Электроэнергетические системы и сети // Санкт-Петербург. ГУАП, 2017.

Информация об авторах

Хомутов С. О. – д.т.н., профессор, Павличенко И. А. – аспирант кафедры ЭПП, Кочешкова А. М. – студент группы Э-91, ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», РФ, Алтайский край, г. Барнаул.

-