УДК 621.311

ДО ПИТАННЯ ВИБОРУ ОПТИМАЛЬНИХ ПЕРЕРІЗІВ ПРОВОДІВ ЛЕП

(Донецький національний технічний університет, м. Донецьк, Україна)

В умовах дефіциту енергетичних ресурсів, постійного зростання вартості електроенергії актуальна проблема енергозберігаючих технологій транспортування електроенергії. У елементах мережі втрачається близько 15 % електроенергії. На частку ЛЕП припадає 70 % втрат. Від правильного вибору перетинів проводів, конструкції опор залежать не тільки режими роботи самої лінії, а й безпека оточуючих її об'єктів, а також економічні витрати на її спорудження та термін її роботи та окупності.

При постійно зростаючих тарифах на електроенрегію найбільший інтерес набуває уніфікація струмовелучих частин ПЛЕП, на частку якої припадає близько 30% вартості ПЛЕП.Згідно з [1] вартість струмоведучих частин становить:для ПЛЕП 220 кВ -26-28%(на сталевих і залізобетонних опорах,відповідно); для ПЛЕП 330 кВ-28-30%; для ПЛЕП 500кВ-30-32%.

Радикальним засобом зниження втрат електроенергії є зменшення активних опорів проводів і жил кабелів, тобто використання енергозберігаючих проводів. Так, активний опір проводів марки AERO-Z на 13-14 % нижчий опорів проводів марки АС. Але їх вартість значно перевищує вартість проводів звичайної конструкції. При використанні проводів звичайної конструкції зниження активного опору пов’язане лише із збільшенням перерізу проводів і жил кабелів.

В економічно і технічно розвинутих країнах практика проектування ліній високої напруги привела до уніфікації елементів ЛЕП і значного підвищення перерізів проводів. Наприклад, у Німеччині типовим рішенням для ПЛЕП 110 - 220 - 380 кВ є використання проводів ACSR 265/35. Конструкція струмоведучих частин ПЛЕП 110 кВ складається з одного проводу, ПЛЕП 220 кВ - з двох, ПЛЕП 380 кВ - з чотирьох проводів у фазі. У США при напрузі 115 кВ використовуються два перерізу 199 мм2 (марка АС) і 397 мм2 (марки АС і АА). При напрузі 230 кВ використовується сім перерізів проводів:397,477,794(марки АА) і 448,557,754,958(марки АС).

Проведене дослідження в Росії по перетинах проводів ПЛЕП 110 кВ дозволяє вважати правомірним використання трьох груп ПЛЕП цього класу напруги [1]. Перша група - мережі з малими навантаженнями, де цілком достатньо застосування проводів перерізом 95 - 120 мм2. Друга - основна група ПЛЕП, що забезпечує зовнішнє електропостачання промислових підприємств, тягових підстанцій електрифікованих залізниць, насосних і компресорних станцій і т.п., де доцільно використовувати перерізи проводів 150 - 185 мм2. Більш високі перетини - 240 і 300 мм2 повинні застосовуватися на головних ділянках третьої групи ПЛЕП, тобто ліній, що відходять від електростанцій і підстанцій 220 кВ і вище.

У вітчизняній практиці електромережового будівництва використовуються набори різних перерізів проводів: для 35 кВ - 3 перетини (від АС-95 до АС-150); для ПЛЕП 110 кВ - шість перетинів (від АС-70 до АС-240); для ПЛЕП 220 - 330 кВ - чотири (від АС-240 до АС-500); для ПЛЕП 500 кВ - три (від АС-300 до АС-500), для 750 кВ - чотири перетини (від АС-240 до АС-500 ). Ці перерізи відповідають мінімуму приведених витрат на споруду і експлуатацію ЛЕП згідно методу економічної щільність струму. Враховуючи максимальну і мінімальну рекомендовану в табл. 1.20 [1] пропускну здатність ПЛЕП була визначена величина щільності струму при найменшому і найбильшому перетинах. Результати показані в табл.1

Таблиця 1-Розрахунок щільності струму

Навантаження		Россія,2000г		США,2000г		Україна,2010г
МВА	А	max min перетин	Jрозр, А/мм2	max min перетин	Jрозр, А/мм2	max min перетин	Jрозр, А/мм2
Мережа 110 кВ
50 25	270 135	300 95	0,88 2,38	397 199	0,66 0,66	240 120	1,09 1,1
Мережа 220 кВ
200 100	526 262	400 240	1,31 1,1	958 397	0,55 0,66	400 400	1,31 0,66

Дані таблиці 1 показують,що при максимальному навантаженні і найбільшому рекомендованому до використання перетином найбільша щільність струму в мережі 110 кВ буде при використанні марки АС-240 (1,09 А/мм2), в мережі 220 кВ-при використанні проводу АС-400 (1,31 А/мм2).При мінімальному навантаженні в мережі 110 кВ і зменшенні перерізу щільності струму збільшуються: прі використанні проводу марки АС-95 j=1,38 А/мм2, а марки АС-120-1,1 А/мм2.

У мережі 220 кВ найбільша щільність струму буде дорівнювати 1,1 А/мм2 при марці проводу АС-240. У США перерізи проводів такі,що щільність струму значно нижча (0,6 А/мм2) і практично не зменшується при максимальному та мінімальному навантаженнях.

Редакція ПУЕ 2006 року значно звузила діапазон перерізів: при споруді ЛЕП з напругами 35 – 500 кВ рекомендується використовувати тільки по одному перерізу – 120, 240 і 400 мм2. При реконструкції мереж напругою 35 кВ можна використовувати перерізи 70 і 95 мм2, 110 кВ – 120 мм2. 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 мм2 їх не рекомендується використовувати при реконструкції мереж напругою 110 кВ; при значній простяжності в Україні мереж напругою 220 кВ подальший їх розвиток обмежений.

Тому необхідно виконати докладний аналіз рекомендацій ПУЕ стосовно вибору перерізів проводів повітряних ЛЕП на прикладі діючих електричних мереж.

Бібліографічні дані

1. Файбисович Д.Л. Предложения по унификации сечений проводов воздушных линий напряжением 110 – 750 кВ / Д. Л. Файбисович // Энергетик, 2003, № 3. С. 21 – 22.
2. Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – 4-е изд., перераб. и доп. / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. – М.: Энергоатомиздат. 1989. – 608с.