Економічна площа перерізу проводів і струмопровідних жил кабелів. Економічна густина струму

Економічна площа перерізу проводів або струмопровідних жил кабелів – це переріз, за якого приведені затрати на лінію є мінімальними. Густина струму, що відповідає такій площі перерізу, називається економічною. Емпірична формула для визначення економічної площі перерізу має вигляд:

, (5.14)

 

де β – вартість 1 кВт год втрат; b – коефіцієнт, що визначає залежність вартості спорудження 1 км лінії від площі перерізу проводу, у.о./(мм²∙ км).

Економічна густина струму

 

. (5.15)

 

Значення не залежить від навантаження і може бути розраховане для будь-якої лінії з урахуванням часу максимальних втрат τ. Варто зауважити, що величини, які входять у вирази (5.14) та (5.15), мають різні значення для різних енергосистем та регіонів країни.

ПУЕ регламентує значення економічної густини струму, що розраховані за формулою (5.15).

Знаючи , можна визначити економічну площу перерізу провідника

 

, (5.16)

де I _max – найбільший півгодинний розрахунковий струм нормального режиму.

Згідно з ПУЕ перевірці за економічною густиною струму не підлягають мережі промислового підприємства до 1000 В при Т _в < 4000 годин, відгалуження до окремих електроприймачів до 1000 В, збірні шини станцій та підстанцій, мережі тимчасових споруд (з терміном служби до 5 років). При найбільшому навантаженні лінії в нічний час, а також для ізольованих провідників площею перерізу до 16 мм² значення економічної густини струми збільшується на 40%.

Економічні густини струму виходять менші від розрахованих за умов допустимого нагрівання. Отже, економічні площі перерізу провідників завжди більші від вибраних за нагрівом, тому перевіряти їх за допустимим тривалим струмом не потрібно.

 

Економічна густина струму для магістралей з кількома навантаженнями

Можливі два варіанти влаштування магістральної лінії з кількома навантаженнями (рис. 5.2): зі змінною площею перерізу проводів окремих ділянок при великій їхній довжині та з незмінною площею перерізу всієї лінії при навантаженнях, що розташовані близько одне від одного.

 

 

 

Рисунок 5.2. Навантаження магістральної лінії:

І₁, І₂, І₃ – струми на ділянках; J ₁, J ₂, J ₃ – струми навантаження

 

У першому випадку площу перерізу проводів кожної ділянки приймають відповідно до ПУЕ за єдиною для всієї лінії економічною густиною струму.

Тоді , , . (5.17)

Отримані розрахункові значення округлюють до найближчих стандартних.

Оскільки навантаження кожної наступної ділянки лінії менше від попереднього, то й переріз проводів у кінці лінії буде меншим, ніж на головній ділянці.

В іншому випадку визначають так званий еквівалентний струм

, (5.18)

звідки . (5.19)

Площу перерізу проводів лінії в цьому випадку визначають за формулою

, (5.20)

при цьому значення беруть з таблиці 5.1.

 

Таблиця 5.1

Вибір економічної густини струму

Проводи та кабелі	Економічна густина струму, А/мм^2, при тривалості найбільшого навантаження, год/рік
більше 1000 до 3000	більше 3000 до 5000	більше 5000
Неізольовані проводи та шини: мідні алюмінієві Кабелі з паперовою та проводи з гумовою та поліхлорвініловою ізоляцією з жилами: мідними алюмінієвими Кабелі з гумовою та пластмасовою ізоляцією з жилами: мідними алюмінієвими	2,5 1,3   1,6     3,5 1,9	2,1 1,1   2,5 1,4     3,1 1,7	1,8   1,2     2,7 1,6

 

Питання для самоперевірки

 

1. Як поділяються затрати на споруджування електричних мереж?

2. Що включають в себе експлуатаційні витрати?

3. Як обчислюється термін окупності капіталовкладень?

4. Що таке коефіцієнт ефективності та яким слід обирати нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень?

5. Поясніть термін «приведені затрати».

6. Яким чином враховують інфляцію впродовж спорудження електричної мережі?

7. Як вибрати економічну площу перерізу проводів?

8. Які мережі не підлягають перевірці за економічною густиною струму?

9. Поясніть сутність визначення еквівалентного струму мережі.

10. Від яких факторів залежить вибір економічної густини струму?

РОЗРАХУНОК ТА ВИБІР ПРОВІДНИКІВ ЗА НАГРІВОМ

ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ