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文檔簡介

1、經濟電流密度:導線截面影響線路投資和電能損耗,為了節省投資,要求導線截面小些;為了降低電能損耗,要求導線截面大些。綜合考慮,確定一個比較合理的導線截面,稱為經濟截面積,與其對應的電流密度稱為經濟電流密度。按年最大負荷利用時間/h電纜 :3000以內的 鋁1.92A/mm 銅2.5A/mm, 30005000 鋁1.73A/mm 銅2.25A/mm, 5000以上 鋁1.54A/mm 銅2.00A/mm,架空線路:3000以內的 鋁1.65A/mm 銅3.00A/mm, 30005000 鋁1.15A/mm 銅2.50A/mm, 5000以上 鋁0.90A/mm 銅1.75A/mm, 

2、 1 降低線損的主要措施線損率是供電量與售電量之差同供電量之比的百分數,是供電企業的一項重要技術經濟指標,在實際工作中可采取以下措施降低線損。選定負荷中心的最佳位置,減少或避免供電半徑過長。提高負荷功率因數,盡量使無功就地平衡。電力系統的電壓是隨著線路輸送的有功和無功功率變化而變化的,當線路輸送一定量的有功功率和始端電壓不變時,如輸送的無功功率越多,線路的電壓損失就越大,線損率就越高;當功率因數提高以后,負荷向系統吸取的無功功率就減少了,線路的電壓損失也相應減少,線損率就降低。減少輸配電層次,也就是說減少變壓次數,提高輸電電壓的等級。按經濟電流密度選擇供電線路的截面積。選擇導線既要考

3、慮經濟性,又要考慮安全性。導線截面大,線損就小,但會增加投資;導線截面小,線損就大,滿足不了今后發展的需要,而且安全系數降低。在實際工作中,最好的辦法就是按經濟電流密度來選擇導線的截面面積。2 實例現結合鄧州市的湍構35 kV線路,進行分析如下。湍構線路全長17.91 km,導線型號LGJ-120/20(2 km)、LJ-70(15.91 km),年最大負荷5600 kW,最大負荷利用小時數為4900 h。LGJ-120/20導線阻抗R = 0.2496/km,LJ-70導線阻抗R = 0.424/km。2.1 按經濟電流密度假設最大負荷時,功率因數cos = 0.95,則I = 88.4 A

4、。由最大負荷利用小時數,查表可得經濟電流密度為A = 1.15 A/mm2。則:S = 77 mm2,從而可以看出,應該選擇截面面積大于77 mm22.2 采用均方根電流法計算理論線損均方根電流法計算理論線損公式為湍溝線路2005年6月20日典型負荷曲線見圖1。下面以湍構線路2005年6月20日典型負荷日數據為依據進行計算。由LJ-70導線參數,可得湍構線路總阻抗為RL = 0.2496×2 + 0.424×15.91 = 7.25 從而可得這種狀態下理論線損率為:2.3%。假若年典型負荷平均運行時間為:6500 h(結合鄧州局2005年湍構線供電量

5、情況,取T = 6500h),電價按0.38元/kWh計算,年線路損耗價值為M1=A×T×0.38 ="24(萬元) 若按2005年實際平均線損率3.7%算,2006年線路損耗價值為M2 = 38.6(萬元)實際要比理論上多損耗14.6萬元。從以上數據分析可以看出,鄧州局湍構線路現在運行是不經濟的。根據上面兩種方法計算結果可以看出,湍構線路的導線線號過細、老化,線損過大運行不經濟。下面以典型負荷日的數據,分別選擇不同型號的導線進行經濟性能比較,比較結果見表1。由表1可知:若將現有的LJ-70導線更換為LGJ-120線,理論線損率降低1%,可節約9.13萬元;更換為

6、LGJ-150線,理論線損率降低1.28%,可節約12.17萬元;更換為LGJ-185線,理論線損率降低1.53%,可節約14.75萬元。結合湍構線路實際情況和未來發展,從表中數據可以看出,導線應選擇LGJ-120/20,是比較合理的。一方面可以減少線路損耗,同時也可滿足該供電區域未來發展需要;另一方面用原桿型能滿足LGJ-120/20型號導線,節省線路改造投資。根據初步預算,該線路全線更換LGJ-120/20導線,大約需要60萬元的投資。由表1幾種類型導線經濟效益對比表,還可以看出,導線更換后,一年可降低損耗9萬元左右。按這個數字計算,7年左右可全部收回更換導線投資。同時,加大了該線路的輸送

7、電能力,對提高該供電區域供電可靠性和電壓合格率也是很有好處的如何按經濟電流密度選擇導線截面?答:(1)先初步按下式計算導線截面: S = mm2 P線路的輸送功率,kw。 U線路的額定電壓,kv。 COS功率因數。 J經濟電流密度,A/ mm2 (2)然后再按電壓損失、導線發熱條件、機械強度及電暈損失等條件進行校驗  經濟電流密度表: 導線材質年最大負荷利用小時數(h)<30003000-5000>5000銅線3.0A2.25A1.75A鋁線1.65A1.15A0.9A 按經濟電流密度選擇導線截面的探討

8、Research on Selecting Conductor Section by Ecenomical Current Density彭偉文摘根據在輸電線路設計中,按經濟電流密度值選擇的導線截面,在驗算設計方案經濟合理性時出現偏差的情況,提出了相應的解決辦法,并建議按年費用最低的原則制定經濟電流密度值。關鍵詞經濟電流密度年運行費年費用投資利潤率經濟比較目前,正值城鄉電力網需要大力改造之際,在眾多改造項目中,合理選擇導線截面成為設計中主要任務之一。為使電力網獲得更大的經濟效益,采用按經濟電流密度選擇導線截面是實現這一目標的一項技術措施。然而實際設計中,按經濟電流密度選擇的導線截面,在作經濟比

9、較時,發現并非是經濟的方案,驗算結果表明,按經濟電流密度所選擇的導線截面一般偏大。1原因分析(1) 目前使用的經濟電流密度值,是通過查圖或查表得到的,而這些圖表都是很多年以前由國家主管部門制定的。我國改革開放20年來,已從計劃經濟進入市場經濟,原確定經濟電流密度時,決定經濟電流密度值的某些參數,如線路單位長度造價,電度電價等都已發生了變化,導致在現行條件下驗算時出現誤差。(2) 我國采用的經濟電流密度值是按電力網年運行費用接近最小的原則制定的,而在方案的經濟比較中,采用的抵償年限法是按電力網年費用小者為優的原則推導出來的,兩種原則雖有聯系卻有區別。所以在進行經濟比較中,即使其它條件相同,僅導線

10、截面不同的方案比較時,也會出現所選的經濟截面并非是最經濟的情況。2解決途徑在國家主管部門沒有頒布新的經濟電流密度值之前,現階段設計導線截面時,建議仍按原經濟電流密度值計算,計算得到的經濟“計算截面”Acom作為參考值,按小于或接近于Acom的順序選擇 23 種相近的導線標稱截面An,在滿足導線截面選擇條件的前提下,進行經濟比較,確定最經濟合理的導線截面,作為方案之一,再參與其它方案(如電壓等級不同)的經濟比較,這樣做的目的是為了防止更經濟的截面被漏掉。在社會主義市場經濟條件下,注重投資的經濟效益已成為共識,因此,選擇導線截面必須考慮投資的利潤率,而不應只追求年運行費最低,即應按平均年費用最低的

11、原則選擇導線截面,或作為方案經濟合理性評價標準及驗算方法。輸電線路年費用Z由兩項組成,第一項為線路設計方案的年運行費F;第二項為把線路一次投資轉化為每年的平均投資PH,用算式表示為:ZFPHK(1)式中K線路投資總額,元;PH標準經濟效益系數,如果線路使用年限n25年,按電力工程經濟分析暫行條例的規定取投資利潤率i0.1,則:PHi(1i)n(1i)n10.11在線路設計中,按上述方法選擇導線截面的幾種方案,再按式(1)計算出各方案的年費用,作經濟比較時,以年費用最小的方案為最優。也可根據式(1)推導出標準抵償年限:Tb(K2K1)(F1F2)9年若按抵償年限法作經濟比較時,如抵償年限TTb,

12、則投資大的方案為優;如TTb,則投資小的方案為優。3重新確定經濟電流密度值的建議筆者認為,根據線路在使用年限內總費用最小,即平均年費用最小的原則制定經濟電流密度更符合市場經濟規律,經濟電流密度計算公式推導如下:設線路投資為K,則:K(K0bA)L式中K0線路單位長度投資中與導線截面無關的部分,元/km;b表示線路單位長度造價與導線截面間關系的系數;A導線截面積,mm2;L線路長度,km。設線路折舊率、小修費及管理費的百分比之和為%,則每年所需的折舊維修管理費為:f1%(K0bA)L線路全年電能損耗折價為:f23I2m(L/A)E×103式中Im線路最大輸送電流,A;導線的電阻系數,*

13、mm2km;線路最大功率損耗時間,h;E計算電價,元(kW*h)。年運行費為:Ff1f2(2)年費用為:Z(%PH)(K0bA)L3I2m(LA)E×10-3(3)將年費用對導線截面A求導,并令,可求得年費用最小時對應的經濟截面Aec,即:則經濟電流密度為:J(%PH)b×103(3E)12(4)線路在使用年限內的總費用(折現值)為:ZKFPH(5)同理,按總費用最小的原則,可推導出與式(4)相同的經濟電流密度計算式。若按年運行費最小的原則,經濟電流密度計算式應為:J(%b×103)(3E)1/2(6)比較式(4)和式(6)可見,相同條件下,原經濟電流密度值比本文推薦的計算值小,所選導線截面因而偏大。在實際確定新經濟電流密度值時,應比式(4)算出的值略大一點,因為適當地增大電流密度,即適當地減少導線截面,對年費用的影響不大,但對減少投資卻有顯

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