Выбор конструктивного устройства кабельных линий напряжением 10 кВ по критерию минимума приведенных затрат

Abstract

В статье рассматривается вопрос выбора оптимальной конструкции кабельных линий напряжением 10 (20, 35) кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Анализируются варианты использования трех- или одножильных кабелей, прокладываемых треугольником или в плоскости. Методологической основой работы служит принцип минимизации приведенных затрат, учитывающий как капиталовложения, так и ежегодные издержки, включая потери электроэнергии в кабелях. В рамках исследования построена номограмма экономических интервалов, позволяющая определять оптимальные сечения жил кабелей и граничные условия применения трех- и одножильных кабелей в зависимости от расчетной токовой нагрузки. Показано, что при существующей номенклатуре трехжильных кабелей с максимальным сечением жилы до 630 мм2 одножильные кабели могут быть экономически целесообразны только при сечении жил 800 мм2 и выше. Установлено, что приведенные затраты на прокладку одножильных кабелей в плоскости при двухстороннем заземлении экранов всегда оказываются больше, чем при прокладке треугольником. Этот эффект обусловлен увеличением как капитальных затрат, так и потерь электроэнергии в экранах кабелей. Для повышения экономичности кабельных линий в работе предлагается расширить номенклатуру трехжильных кабелей, включив в нее кабели с максимально возможным сечением жилы. Это позволит увеличить диапазон токовых нагрузок, в котором применение трехжильных кабелей будет экономически оправданным. Представленные в статье результаты могут использоваться при проектировании новых кабельных линий, анализе эффективности существующих, а также при модернизации и реконструкции городских кабельных сетей среднего напряжения.