Выбор основных параметров линии электропередачи

К основным параметрам линии электропередачи можно отнести напряжение, схему, число цепей и сечение проводов.
Выбор номинального напряжения электропередачи, от которого зависят все остальные ее параметры, представляет сложную технико-экономическую задачу и окончательно производится путем сопоставления вариантов.
Для предварительного выбора напряжения чаще всего используются экономические области номинальных напряжений, которые были уже рассмотрены выше. Можно для этой цели использовать также понятия экономического к.п.д. и критериальной длины; соответствующая методика изложена в работе.
Основные схемы электропередач были описаны ранее, в § 2.1. Наиболее простой схемой электропередачи является блоковая. Одна из ее особенностей состоит в том, что короткое замыкание на понижающем трансформаторе, в линии, на повышающем трансформаторе или в генераторе вызывает отключение блока. Поэтому мощность блока должна быть скоординирована с мощностью приемной системы и ее вращающимся резервом.
При построении блоковой системы по принципу генератор — трансформатор — линия — трансформатор максимальная мощность одной цепи зависит также от предельной строительной мощности генератора. В случае передачи по одной цепи мощности, превышающей предельную мощность генератора, приходится переходить к другому варианту блоковой схемы, в которой несколько генераторов работают на одну цепь линии передачи.
Кроме повышенных требований в отношении вращающегося резерва, к недостаткам блоковой схемы можно отнести ее меньшую по сравнению со связанной схемой гибкость в эксплуатации. По условиям надежности предпочтительнее связанная схема. Блоковая схема может быть использована при развитии системы передачи по этапам и постепенном вводе мощностей. Для получения наибольшего экономического эффекта желательны по возможности быстрый ввод в действие оборудования и более полное его использование. С этой точки зрения целесообразно вводить первоначально электропередачу как блоковую, развивая ее зачтем в связанную и в систему, соединенную с прилегающими к электропередаче энергосистемами и районами потребления.
По экономическим условиям в связанной схеме электропередачи желательно иметь минимальное число цепей, т. е. две цепи: для обеспечения необходимой пропускной способности есть достаточно эффективные средства — компенсация параметров линия передачи и др. Выбор оптимальных сечений проводов производится по методу приведенных затрат, на основе которого определяются экономические интервалы мощностей для каждого сравниваемого стандартного сечения. Дело в том, что метод экономической плотности тока обладает рядом недостатков, наиболее существенные из которых следующие:
а)            шкала стандартных сечений носит дискретный характер. При определении сечения по экономической плотности тока рассматриваются приведенные затраты как непрерывная функция сечения проводов; экономическое сечение находится по минимуму этой функции, при этом обычно получается величина, лежащая между двумя стандартными сечениями;
б)           значения экономической плотности тока предполагают, что зависимость стоимости линии от сечения провода имеет прямолинейный характер; в действительности эта зависимость носит более сложный характер;
в)            зависимость стоимости линии от сечения проводов принята одинаковой для линий всех номинальных напряжений и опор любой конструкции;
г)            приведенные затраты на покрытие потерь электроэнергии в линиях электропередачи приняты одинаковыми для всех районов Советского Союза;
д)           срок окупаемости дополнительных капитальных затрат, принятый равным 5 годам, отличается от его значения, установленного «Методикой технико-экономических расчетов в энергетике»;
е)           при определении экономических плотностей тока не учтено влияние на выбор сечения проводов изменения передаваемой мощности с начала ввода линии в эксплуатацию до момента достижения расчетного значения.
Вследствие недостатков, свойственных методу экономической плотности тока, с недавнего времени привлекает внимание для выбора сечений проводов метод экономических интервалов мощностей, сущность которого состоит в следующем.
Приведенные затраты линии электропередачи заданного типа, напряжения и сечения проводов на единицу ее длины при постоянных годовых эксплуатационных расходах записываются в виде, где К1, го — соответственно капитальные затраты и активное сопротивление на единицу длины линии.
Выражение, рассматриваемое как 31=/(P), представляет параболу вида 3\=а+ЬР2.
Для каждого стандартного сечения линии данного типа и напряжения по выражению (9.30) могут быть рассчитаны и построены в координатах Щ и Р соответствующие параболы (рис. 9.4). Точки пересечения этих парабол а и б определяют границы и интервалы мощности, в которых применение стандартных сечений является экономичным, так как соответствует наименьшим значениям приведенных затрат. Экономический интервал мощности для провода марки 1 ограничивается точками пересечения парабол 3 = =f (S) для данной марки и соседней меньшей и большей. С помощью экономических интервалов однозначно решается задача выбора сечения провода, удовлетворяющего основному экономическому критерию 3ii=3imm; при этом передаваемая мощность должна находиться в пределах.
Для определения границ экономических интервалов можно пользоваться аналитическими выражениями, находя точки пересечения парабол из уравнений вида.
В методике экономических интервалов может быть учтен рост передаваемой мощности во времени. Если увеличение передаваемой мощности будет проходить в пределах интервала, не превышая его верхней экономической границы, то никакого дополнительного экономического анализа для учета этого увеличения мощности не требуется. В случаях, когда передаваемая мощность через несколько лет становится больше верхней экономической границы выбранной марки провода, приходится проводить более сложный технико-экономический анализ. Для —общности рассмотрения допустим, что рост нагрузки во времени характеризуется зависимостью Р=ф(0. которая графически представлена на рис. 9.5 кривой Р. На основе зависимостей 3i=f(P) и Р= =<р(0 на рис. 9.5 построены кривые зависимости 3i = <P(t), которые определяют экономические интервалы времени стандартных сечений проводов при заданном росте нагрузок. Если этот рост может быть представлен аналитическим выражением.