経済的な電流密度、経済的な電流密度によるケーブル断面積の選択

送電システムの運用に関連するコストは、いくつかの要素に分けられます。

• 送電線と変圧器での損失のコスト。

• 減価償却費控除。

• 継続的な修理費用。

• スタッフの給料。

エネルギーの損失

回線損失のコストは、年間損失量と損失電力単位あたりのコストという 2 つのパラメータに関連します。損失の量は負荷の力率に直接関係します。実際、有効消費電力が同じ場合、ラインの電流は力率に反比例することがわかり、電力損失は力率の 2 乗に反比例します。

したがって、送電線の有効損失を減らすには、可能であれば負荷力率を高める必要があります。特に、変圧器には最大の負荷がかかる必要があり、モーターは無負荷で動作してはなりません。多くの場合、変圧器やモーターの力率を高めるには、消費者の近くに補償コンデンサを設置し、無効電力補償システムを設置するだけで十分です。

減価償却費

減価償却費については、初期資本コストと回線の耐用年数に関係します。これには、固定資産の完全回収を伴う改善および資本の修繕に対する控除が含まれます。ラインの元のコストのパーセンテージとしての償却費は、元のコストのパーセンテージとして決定されます。そしてその代償は残りの人生で全額返済されなければなりません。減価償却費控除率は次の式で決定されます。

継続的な修理費

通常、これらのコストは回線の元のコストの最小限の部分です。田舎のネットワークの場合、これは初期コストの数パーセントにすぎません。

職員の給与

変電所のラインマン、技術者、管理職員など誰もが給料を必要としています。したがって、このコンポーネントは年間運営コストに追加されます。その結果、年間の送電事業コストは次のようになります。

経済効率は、予想されるコスト削減によって推定できます。

導体サイズの役割

設計段階でも、この指標（推定削減コスト）が最も低くなるような条件を達成する必要があります。そしてここでは、ワイヤーの最適な断面を選択することが非常に重要です。

セクションが増加すると、電力損失のコストは双曲線で減少します。しかし、回線そのもののコストは直線的に上昇していきます。つまり、初期費用に応じた控除額も直線的に増加していきます。

メンテナンスや賃金に関連するコストはワイヤの断面積とはほとんど関係がないため、無視できます。そして最終的には、メンテナンスコストを考慮せずに、予想される削減コストの値を、電力損失と運用コストの合計となる曲線をグラフで描くことができます。

この曲線の最小値は、いわゆる最適値に正確に対応します。経済的な線路導体の断面積。

導体の経済的な断面積が正しく選択されているという事実は、線路が最適な方法で設計されており、そのような条件下で期待されるコスト削減が可能な限り低くなることを示しています。

各ラインの設計プロセスでは、さまざまなオプションを考慮して経済的なワイヤ断面積を計算する必要があります。しかし、実際にはこれが行われることはほとんどありません。表示されるグラフの最小値は正確な値ではなく、グラフは平坦であるため、コストを節約するために最小の断面積を持つワイヤを選択しようとすることがよくあります。

PUEによると、経済的な電流密度は、いくつかの基準に基づいて選択されます。導体のどの金属が使用されているか (銅またはアルミニウム)、どのような絶縁体であるか (ゴム、PVC、複合)、そしてそれが実際に行われるかどうか、何時間かかるかによって決まります。最大負荷となるため、経済的な電流密度が選択されます。そのためのテーブルがあります。また、特定の電流密度に基づく経済断面積は、次の式で簡単に求めることができます。

これは、35 ～ 220 kV の電圧の送電線の断面積が選択される方法です。計算操作は簡単です。

いくつかの異なる負荷を持つ線路の場合、線路の各セクションには独自の経済的電流密度が必要であり、断面は線路全体に沿って同じであるか、各セクションで独自であるという事実が考慮されます。再度、各サイトに対して次の式を使用します。

単一負荷の場合の線路の電力損失は、次の式で求められます。

線路に複数の負荷があり、どこでも同じ断面を持つワイヤが選択されている場合、電力損失は等しくなります。

等価電流に基づいて複数の負荷の一定断面積を求めるには、まず等価電流を求めます。

次に、経済の流れの値に基づいて経済断面が計算されます。

最も簡単な方法は、全長に沿って同じセクションから線路を建設することですが、その場合、特定のセクションごとにセクションを個別に選択する場合よりもエネルギー損失と材料費が大きくなるという事実を我慢する必要があります。

田舎では、電圧 10 kV の架空線のセクションを選択する 3 つの方法のいずれかが使用されます。

• 経済的な電流密度に基づく。

• 電圧10 kVのネットワークを構築する基本原理によれば、主なものが断面70平方mmの鋼鉄アルミニウム線で作られ、変電所10 / 0.4 kV - 少なくともAC35のロックを解除します。

• コスト最小の原則に基づき、電流値ごとに適切な断面積のワイヤを選択することで、コスト削減を最小限に抑えます。

1 つの図のさまざまなセクションに示されている、計算された電力に対する総削減コストの依存性のグラフに従って、最適な導体が選択されます。重なったグラフから、限られた範囲の経済的負担についての洞察が得られます。

さらに、機械的強度に応じて、ユーザーによる応力の標準偏差を考慮して、選択が調整されます。地方の電力網における電圧 380 ボルトの架空線の経済的な電流密度は、伝統的に 0.5 ～ 0.7 A / sq.mm の範囲である必要があり、電線の断面積はこの要件に基づいて選択されます。次に、許容電圧降下を確認します。線路のすべてのセクションは全相で作られており、アルミニウム線の断面積は 50 平方ミリメートル未満であってはなりません。