Технико-экономическая оценка энергоэффек-тивности кабельных распределительных электрических сетей напряжением 10–35 кВ

Аннотация

Актуальность: В распределительных электрических сетях напряжением 10–35 кВ обоснованный выбор номинального напряжения и сечения кабельного проводника непосредственно влияет на потери электрической энергии, отклонения напряжения, а также капитальные и эксплуатatsiонные затраты. В существующей практике проектирования данные параметры зачастую оцениваются раздельно. Однако рост нагрузки, повышение тарифов на электроэнергию и изменение стоимости элементов сети требуют их выбора на основе взаимосвязанных технико-экономических критериев. В связи с этим оценка энергоэффективности кабельных сетей среднего напряжения с учётом дисконтированных затрат, допустимого нагрева, токов короткого замыкания и потерь напряжения является актуальной задачей.

Цель: Разработка метода рatsiонального выбора номинального напряжения и сечения кабельного проводника в кабельных распределительных электрических сетях напряжением 10, 20 и 35 кВ на основе технических ограничений и дисконтированных затрат.

Методы: Использованы методы определения расчётного тока и экономической плотности тока, проверки кабелей по нагреву в нормальном режиме и при коротком замыкании, расчёта потерь напряжения, активной мощности и электрической энергии, а также сравнительной оценки дисконтированных затрат. Выполнено сопоставление технико-экономических показателей кабельных линий напряжением 10, 20 и 35 кВ.

Результаты: Установлено, что при повышении напряжения кабельной линии для передачи одинаковой мощности снижаются расчётный ток и потери активной мощности. Использование кабельных сетей напряжением 20 кВ по сравнению с сетями 10 кВ позволяет уменьшить сечение кабеля, увеличить радиус обслуживания при допустимых потерях напряжения и сократить потери электрической энергии. Обосновано, что при оценке варианта 35 кВ наряду с затратами на кабельную линию необходимо учитывать капитальные затраты на подстанционное и коммутatsiонное оборудование. Предложенный подход обеспечивает выбор варианта с минимальными дисконтированными затратами среди технически допустимых решений.