Актуальність теми магістерської роботи полягає в тому, що в новій редакції ПУЕ України відсутнє економічне і теоретичне обгрунтування вибору перетинів проводів.
Наукова значемість роботи полягає в рекомендації сфері застосування перетину проводів.
Практична цінність результатів полягає у впровадженні в учбовий процес, а саме в курсове проектування.
Вибір мінімального перетину провідників по нагріву струмом тривалого режиму, по термічній стійкості і механічній міцності, а також по допустимій втраті напруги приводять виходячи з технічних міркувань. Порівняння перетинів, вибраних по вказаних критеріях, визначає найбільше з них, по якому вибирається стандартне, при цьому не беруться до уваги економічні міркування, облік яких приводить до збільшення перетину провідника, а отже і капітальних вкладень [1]. Збільшення перетину провідників приводить до зменшення втрат електроенергії при її передачі і капітальні вкладення досить швидко окупаються за рахунок зниження втрат електроенергії. Критерієм вибору економічно доцільного перетину є мінімум приведених витрат. Економічним називається перетин, відповідний мінімальному значенню приведених витрат. Економічні перетини можуть вибиратися по нормованим значенням економічної щільності струму або по економічних інтервалах навантаження [2].
Задача вибору перерізів за економічною густиною була вирішена з ураху-ванням таких технічних обмежень :
- рівність подовжнього активного опору омічному:
де p – питомий опір матеріалу, Ом•мм^2/км;
- відсутність втрат на корону в повітряних лініях і діелектричних втрат в кабельних лініях;
- відсутність збитку від перерв електропостачання споживачів;
- прямолінійність залежності вартості споруди 1 км лінії (k0) від перерізу (F):
де складова k0, що не залежить від перетину, грн./км;
k0’’ - складова k0, що залежить від перетину (коефіцієнт, який визначає наклон залежності k0 = f (F) відноcно горизонтальної вісі), грн/(км•мм^2).
При цих допущеннях приведені витрати на лінію електропередачі довжиною L розраховуються таким чином:
де Ен – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень;
Клеп – капітальні вкладення в споруду ЛЕП;
Илеп – експлуатаційні витрати на лінію електропередачі;
– витрати, зв'язані з покриттям втрат електроенергії.
Щорічні витрати на експлуатацію ліній містять у собі амортизаційні відрахування, які призначені для реновації (повної заміни) основних фондів після їхнього зносу, а також витрати на обслуговування ЛЕП (капітальний і поточний ремонти елементів ЛЕП, профілактичні іспити, загальні витрати). Вони визначаються за нормою відрахувань pлеп від капітальних вкладень.
Витрати, зв'язані з покриттям втрат електроенергії (змінні витрати), визначаються за середнім тарифом b’ на електроенергію:
де 
– втрати потужності при максимальному навантаженні;
Імах – величина струму при максимальному навантаженні;
– час максимальних втрат.
Ураховуючи, що Клеп = k0•L і Илеп = pлеп•Клеп, а також вираження (3), витрати на споруду і експлуатацію ЛЕП можуть бути записані у вигляді
або з обліком (1) і (2)
У загальному вигляді як функція перетину приведені витрати виглядають наступним чином:
Для визначення економічного перерізу похідну функції (4) за F необхідно прирівняти до нуля:
Звідсіля при урахуванні виразів для А1 і А2 визначається величина економічного перерізу
Цьому перерізу відповідає так названа економічна густина струму (jек, А/мм^2), яка визначається за формулою:
Вираз (5) свідчить про те, що значення економічної густину струму визна-чається великою сукупністю параметрів. І тому потребує диференційованого підходу до визначення економічної густини струму для різних категорій ЛЕП, умов споруди.
Перетини провідників по економічній щільності струму вибирають для ВЛ напругою до 500 кВ включно. Для ВЛ напругою понад 500 кВ, а також КЛ напругою 110 кВ і вище економічна щільність струму не нормується. Крім того, вибору по економічній щільності струму не підлягають: мережі промислових підприємств і споруджень напруги до 1000 В при часі використання максимального навантаження до 4000 – 5000 ч; відгалуження до окремих ЕП напругою до 1000 В і освітлювальні мережі; мережі тимчасових споруд і споруд з терміном служби до трьох – п'яти років.
Переваги: уніфікується підхід до проектування метод економічної щільності струму дозволяє уникнути різнохарактерних в оцінках економічної ефективності (це перший метод у якому крім капітальних вкладень враховувалися і вартості втраченої електроенергії).
Метод вибору перетинів провідників по нормованій економічній щільності струму володіє тим недоліком, що ця щільність визначена при фіксованих значеннях амортизаційних відрахувань для різних типів лінії в припущенні лінійної залежності питомої вартості від перетинів. Названі чинники приводять до великих погрішностей при виборі економічних перетинів, особливо в неоднорідних мережах, окремі ділянки яких мають різні технічні і економічні показники.
Істотні погрішності викликають також великі діапазони часу використання максимального навантаження. Наприклад, для третього діапазону (див. таблиці. 1) при Тmax=5000 г погрішність у визначенні Fе складає 30%, а при Тmax=8760 г вона дорівнює 20% в порівнянні з перетином, вибраним для середини тимчасового інтервалу.
Перетини вибрані за економічною щільністю струму перевіряються з нагрівання струмами післяаварійного режиму, виконується також перевірка мережі по втратах напруги. Якщо економічний переріз менше перерізу необхідного за інших умов, то треба вибирати найбільший перетин визначається цими умовами. Метод економічної щільності струму був прогресивним для свого часу однак є ряд припущень які значно знижують ефективність.
До недоліків можна віднести:
1. У МЕЩС покладається що капітальні вкладення прямопропорційна перетину, це не так, використання уніфікованих опор призводить до порушення пропорційності.
2. Покладається, що перетин змінюється безперервно, тоді як перетин дискретно.
3. Вважається, що найбільший струм по якому вибирається переріз постійна, реально він теж змінюється, що необхідно враховувати при виборі перерізу [5].
Тому був розроблений метод економічних інтервалів (МЕІ). Він грунтується на витратах на один кілометр лінії без урахування збитку.
При виборі перетину за допомогою економічних інтервалах навантаження економічним для даного перетину провідників називається такий інтервал навантажень, в межах якого приведені витрати по передачі одиниці струму (або потужності) на одиницю довжини провідника мінімальні в порівнянні з іншими перетинами.
Значення струму на кордоні економічного інтервалу визначається рівністю витрат двох перетинів.
1. МЕІ враховує реальну економічну обстановку (перший підкореневий вираз) реальний графік електроспоживання та зміні тарифи на енергоносії.
2. Якщо другий підкореневий вираз виявляється негативним, то це означає, що криві не перетинаються і якийсь переріз при будь-яких струмах буде економічно не доцільним.
На основі цього методу побудовані номограми. У довідниках Шапіра і Файбисовича наведені таблиці економічних інтервалів струмів та потужностей передаваємих по лініях з різною номінальною напругою.У методі враховується зміна найбільшого струму по рокам експлуатації.
Переваги методу:
1. Враховується фактична нелінійна залежність капітального вкладення від перерізу.
2. Враховується безперервність зміни 
.
3. Враховується ступінчастість стандартних перерізі.
4. Метод дозволяє враховувати динаміку зростання навантажень.
5. Мережу обрану по МЕІ не потрібно перевіряти по втратах напруги.
Недолік: при зміні вартості ЛЕП необхідно або перебудовувати номограми або безпосередньо будувати залежність ЗF(Iнб).
У Росії і Європі основним методом вибору перетину дротів при напрузі до 500 кВ є метод вибору по економічній щільності струму, проте значення щільності струму відрізняються від наших, наприклад для Росії jек=0,8 А/мм^2, а для Європи 0,6 А/мм^2. У Україні також цей метод був основним, проте з 2006 року редакція ПУЄ [8] значно звужує діапазон перерізів: при споруді ЛЕП з напругами 35 – 500 кВ рекомендується використовувати тільки по одному перерізу – 120, 240 і 400 мм^2. При реконструкції мереж напругою 35 кВ можна використовувати перерізів 70 і 95 мм^2, 110 кВ – 120 мм^2 (табл. 2).
* Стосується ліній 35 кВ, що є відгалуженням від існуючих магістральних ліній з перетином проводів 70-95 мм^2 або є продовження таких магістралей.
** Стосується ліній 110 кВ для живлення електроспоживачів на потужність до 20 МВт або для видачі потужності електростанцій з кількістю годин використання встановленої потужності до 2500 (вітрові, газотурбінні пікові електростанції тощо).
*** Перспективний розвиток ліній 220 і 500 кВ обмежений.
**** Розвиток ліній 400 кВ не передбачається.
Електричний розрахунок перерізів проводів відсутній. Крім того, перспективний розвиток мереж напругами 220 і 500 кВ вважається обмеженим. У зв’язку з такими рекомендаціями ПУЕ виникають непорозуміння. Наприклад: чому при випуску проводів перерізом 70 і 95 мм^2 їх не рекомендується використовувати при реконструкції мереж напругою 110 кВ; при значній протяжності в Україні мереж напругою 220 кВ подальший їх розвиток обмежений. Ранее при кожній напрузі використовувалося декілька перерізів. Так, при напрузі 35 кВ можна було використовувати 3 перерізи (95, 120 і 150 мм^2), при напрузі 110 кВ – 6, при напрузі 220 кВ – 5. При напругах 330 і 500 кВ використовувалася розщеплена конструкція фази: три перерізи при кожній напрузі. Тому необхідно виконати докладний аналіз рекомендацій ПУЕ [8] стосовно вибору перерізів проводів повітряних ЛЕП на прикладі діючих електричних мереж.
1. Пелисье Рене Электрические системы/Пер. с франц. [Предис. и комент. В. А. Веникова ]. // М.: Высш. Школа 1982.-568 с.
2. Плащанский Л. А. Основы электроснабжения горных предприятий/Л. А. Плащанский// – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006.-499 с.:ил.
3. Воротницкий В. Э. Инструкции по снижению технологического расхода электрической энергии на передачу по электрическим сетям энергоносителей и энергообъединений. / В. Э. Воротницкий, Ю. С. Железко Ю. С.// М. СПО. Союзтехэнерго 1987.
4. Правила устройства электроустановок. //Х.: Изд-во «Форт», 2009.-704 с.
5. Идельчик В. И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов./ В. И. Идельчик // М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.: ил.
6. Ершевич В. В. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/В. В. Ершевич, А. Н. Зейлигер, Г. А. Илларионов и др.; Под. ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. – 3-е изд., перераб. и доп. // М.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.
7. Файбисович Д. Л. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Д. Л. Файбисович// М.: Энергоатомиздат, 2006.-300с.
8. ПУЭ 7-е издание - Нормативно-техническая документация [Электронный ресурс].- Сайт режимщиков: - http://www.rza.org.ua/down/o-51.html