Densité de courant économique, sélection de la section de câble en fonction de la densité de courant économique

Les coûts liés à l'exploitation des réseaux de transport d'énergie se répartissent en plusieurs composantes :

• le coût des pertes dans les lignes et dans les transformateurs ;

• déductions pour amortissement;

• les frais de réparation en cours ;

• salaire du personnel.

Perte d'énergie

Le coût des pertes en ligne est lié à deux paramètres : le montant des pertes annuelles et le coût par unité d'électricité perdue. Le montant des pertes est directement lié au facteur de puissance de la charge. En effet, à puissance active consommée égale, le courant dans la ligne s'avère inversement proportionnel au facteur de puissance, donc la puissance dissipée sera inversement proportionnelle au carré du facteur de puissance :

Ainsi, pour réduire les pertes actives dans les lignes, il est nécessaire d'augmenter si possible le facteur de puissance de charge. En particulier, les transformateurs doivent être à pleine charge et les moteurs ne doivent pas fonctionner à vide.Souvent, pour augmenter le facteur de puissance des transformateurs et des moteurs, il suffit d'installer des condensateurs de compensation à proximité du consommateur, pour installer un système de compensation de puissance réactive.

La charge d'amortissement

En ce qui concerne les charges d'amortissement, elles sont liées aux coûts d'investissement initiaux et à la durée de vie de la ligne. Il contient des déductions pour les améliorations avec récupération complète des immobilisations et pour les réparations majeures. La charge d'amortissement en pourcentage du coût d'origine de la ligne est déterminée en pourcentage du coût d'origine. Et ce prix total doit être remboursé pour le reste de sa vie. Les déductions pour amortissement en pourcentage sont déterminées par la formule suivante :

Frais de réparation courants

Habituellement, ces coûts représentent une partie minime du coût initial des lignes. En termes de réseaux ruraux, cela ne représente que quelques pour cent du coût initial.

Salaire du personnel

Monteurs de lignes desservant les sous-stations, techniciens, administratifs, etc. tout le monde a besoin d'un salaire. Cette composante s'ajoute donc aux frais de fonctionnement annuels. En conséquence, les coûts d'exploitation du transport d'électricité pour l'année seront :

L'efficacité économique peut être estimée par les coûts réduits attendus :

Le rôle de la taille du conducteur

Même au stade de la conception, il est nécessaire de réaliser de telles conditions pour que cet indicateur (coûts réduits estimés) soit le plus bas. Et ici, il est tout simplement très important de choisir la section optimale du fil.

Si la section est augmentée, le coût des pertes électriques diminuera avec une hyperbole.Mais le coût de la ligne elle-même augmentera en ligne droite. Autrement dit, les déductions en fonction des coûts initiaux augmenteront également de manière linéaire.

Les coûts associés à l'entretien et aux salaires ne sont presque pas liés à la section des fils et peuvent être négligés. Et au final, la valeur des coûts réduits attendus, sans tenir compte des coûts de maintenance, vous pouvez représenter graphiquement une courbe qui sera la somme des coûts des pertes d'électricité et des coûts d'exploitation.

La valeur minimale de cette courbe correspondra exactement à la valeur optimale, dite. Section économique du conducteur de ligne.

Le fait que la section économique correcte du conducteur soit choisie indique que la ligne est conçue de la manière la plus optimale et que les coûts réduits attendus dans de telles conditions seront aussi faibles que possible.

Dans le processus de conception de chaque ligne, il est nécessaire de calculer la section économique du fil, en tenant compte de différentes options. Mais en pratique, cela se fait rarement. Le minimum du graphique affiché n'est pas une valeur exacte, le graphique est plat, ils essaient donc souvent de choisir le ou les fils avec la plus petite section pour économiser de l'argent.

Selon PUE, la densité de courant économique est choisie en fonction de plusieurs critères : en fonction du métal du conducteur utilisé (cuivre ou aluminium), de quel isolant il s'agira (caoutchouc, PVC, combiné) et s'il le sera du tout, combien d'heures il sera de charge maximale, une densité de courant économique est choisie. Il y a un tableau pour ça. Et la section économique basée sur une certaine densité de courant peut être facilement trouvée par la formule :

C'est ainsi que les sections sont sélectionnées pour les lignes électriques avec des tensions de 35 à 220 kV. Les opérations de calcul sont simples.

Pour une ligne avec plusieurs charges différentes, le fait est pris en compte que chaque section de la ligne doit avoir sa propre densité de courant économique, et la section est soit la même sur toute la ligne, soit dans chaque section la sienne. Encore une fois pour chaque site, utilisez la formule :

La perte de puissance dans une ligne avec une seule charge est déterminée par la formule :

Si la ligne a plusieurs charges et que le fil est choisi partout avec la même section, alors les pertes de puissance seront égales :

Pour trouver une section constante pour plusieurs charges, basée sur le courant équivalent, trouvez d'abord le courant équivalent :

Ensuite, la section efficace économique est calculée sur la base de la valeur du courant économique :

Le moyen le plus simple consiste à construire une ligne à partir de la même section sur toute la longueur, mais vous devez ensuite accepter le fait que les pertes d'énergie et les coûts de matériaux seront plus importants qu'avec la sélection individuelle de sections pour chaque section spécifique.

En milieu rural, pour les lignes aériennes d'une tension de 10 kV, ils recourent à l'une des trois méthodes de sélection d'une section :

• Basé sur la densité de courant économique ;

• Selon le principe de base de la construction de réseaux avec une tension de 10 kV, lorsque le principal est constitué de fils en acier-aluminium d'une section de 70 mm², et aux postes de transformation 10 / 0,4 kV-déverrouillage au moins AC35.

• Selon le principe du coût minimum, lorsque pour chaque valeur de courant, un fil avec une section appropriée est sélectionné, et les coûts réduits sont obtenus aussi petits que possible.

Selon les graphiques de la dépendance des coûts réduits totaux sur la puissance calculée, présentés pour différentes sections d'une figure, le conducteur optimal est sélectionné. Les graphiques qui se chevauchent donnent un aperçu d'une gamme limitée de charges économiques.

De plus, la sélection est ajustée en fonction de la résistance mécanique et en tenant compte des écarts normalisés de la contrainte par l'utilisateur. La densité de courant économique pour les lignes aériennes avec une tension de 380 volts dans les réseaux électriques ruraux doit traditionnellement être comprise entre 0,5 et 0,7 A / mm², et la section du fil est sélectionnée en fonction de cette exigence. Vérifiez ensuite la chute de tension admissible. Toutes les sections de la ligne sont en pleine phase et la section des fils d'aluminium ne doit pas être inférieure à 50 mm².