CC BY
50Journal of Advances in Engineering ** <5Q>) ^ ENGINEERING
Technology Vol.4(12), 2023 m y
DO110.24412/2181-1431-2023-4-40-45 Taslimov A.D., Raximov F.M.
HAVO ELEKTR TARMOQLARIDA 20 KV KUCHLANISHNI QO'LLASHNING TEXNIK-IQTISODIY SAMARADORLIGINI ASOSLASH
Taslimov A.D. - t.f.d. (DSc), Islom Karimov nomidagi Toshkent davlat texnika universiteti "Elektr ta'minoti" kafedrasi professori., Raximov F.M. - Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti "Elektr energetikasi" kafedrasi assistenti
Annotatsiya. Ushbu maqola energiya infratuzilmasining zamonaviy muammolari sharoitida o'rta kuchlanishli taqsimlash tarmoqlaridan foydalanishning texnik-iqtisodiy jihatlarini asoslashga bag'ishlangan. Havo liniyalari va transformator podstansiyalari asosiy parametrlarining narx ko'rsatkichlarining approksimatsiyalangan funksiyalari asosida ideallashtirilgan tarkiblar usulini qo'llab o'rta kuchlanishli elektr tarmog'ida 20 kVli kuchlanishdan foydalanishni texnik-iqtisodiy asoslash amalga oshiriladi. Bunda funksiya ekstremumining koorrdinatalarini aniqlash uchun Logranjning noaniq ko'paytuvchilari uchuli ishlatiladi. O'rganish uchun kuchlanishi 10(6) kV bo'lgan elektr energiyasini uzatish uchun mo'jallangan elektr tarmog'ining 12 ta uchastka varianti ko'rib chiqilgan. Olingan natijalar asosida quyidagilar aniqlandi: 10 kVli havo liniyalarining kapital xarajatlari 20 kVli havo liniyalarnikiga qaraganda 1 % oraliqda bo'ladi;simning ma'lum kesim yuzasida 20 kVli tarmoqning o'tkazish qobiliyati 10 kVliga qaraganda 2 barobar yuqori;uzatilayotgan bir xil quvvatda quvvat va elektr energiya isrofi 4 barobar kam; tarmoq parametrlarining barcha turdagi qiymatlarida tarmoqni 10 kVdan 20 kVga o'tkazish maqsadga muvofiq. Kalit so'zlar: texnik iqtisodiy ko'rsatichlar, optimallashtirish, transformator nimstansiyasi, havo liniyalari, energiya isrofi, taqsimlash qurilmalari.
Аннотация. Данная статья посвящена обоснованию технико-экономических аспектов использования распределительных сетей среднего напряжения в условиях современных проблем энергетической инфраструктуры. На основании приближенных функций ценовых показателей от основных параметров воздушных линий и трансформаторных подстанций методом идеализированных составляющих выполнено технико-экономическое обоснование использования напряжения 20 кВ в электрической сети среднего напряжения. В этом случае для определения координат экстремума функции используются нечеткие множители Логранжа. Для исследования было рассмотрено 12 вариантов участков электрической сети, предназначенных для передачи электроэнергии напряжением 10(6) кВ. На основании полученных результатов установлено: капитальные затраты на ВЛ 10 кВ находятся в пределах 1% от затрат на ВЛ 20 кВ, пропускная способность сети 20 кВ на заданном сечении провода выше в 2 раза. чем у 10 кВ, при той же передаваемой мощности потребляемая мощность и электроэнергия в 4 раза меньше; желательно перевести сеть с 10 кВ на 20 кВ во всех видах значений параметров сети.
Ключевые слова: технико-экономические показатели, оптимизация, трансформаторная подстанция, воздушные линии, потеря энергии, распределительные устройства.
Annotation. This article is devoted to the substantiation of the technical and economic aspects of the use of mediumvoltage distribution networks in the context of modern problems of energy infrastructure. Based on the approximate functions of price indicators from the main parameters of overhead lines and transformer substations, a feasibility study for the use of 20 kV voltage in an average voltage electrical network was carried out using the method of idealized components. In this case, fuzzy Logrange multipliers are used to determine the coordinates of the extremum of the function. For the study, 12 variants of sections of the electric network intended for the transmission of electricity with a voltage of 10(6) kV were considered. Based on the results obtained, it was found that the capital costs of a 10 kV overhead line are within 1% of the costs of a 20 kV overhead line, the capacity of a 20 kV network at a given wire section is 2 times higher. less than 10 kV, with the same transmitted power, the power consumption and electricity are 4 times less; it is desirable to transfer the network from 10 kV to 20 kV in all types of network parameter values.
Keywords: technical and economic indicators, optimization, transformer substation, overhead lines, loss of energy, switchgear.
Kirish. Bugungi kunda elektr yuklamalarining o'sishi ko'pincha mavjud tarmoqlarda texnik cheklovlarga olib keladi. Yangi iste'molchilarning elektr energiyasi bilan ta'minlanishi uchun, qoida tariqasida, mavjudlariga parallel ravishda tarmoqlar quriladi. Biroq, bu har doim ham muammolarni hal qilmaydi iste'molchilarni kerakli miqdorda va standart sifatda elektr energiyasi bilan ta'minlay olmaydi. Ishlab chiqarish manbalari va yuqori kuchlanishli transformator punktlarida quvvat zahiralari yaratilayotganidan qat'iy nazar, elektr energiyasini yetkazib berish tarmoqlarining yo'qligi sababli iste'molchilarni ulashda jiddiy qiyinchiliklar mavjud bo'lib, bu elektr tarmoqlari rivojlanishidagi jiddiy muamolardan biridir. Bu muammoning yechimlaridan biri kuchlanishni oshirish orqali quvvat uzatishni oshirishdir. Hozirgi kunda 20 kV tarmoqlarni loyihalashtirishning eng dolzarb tashkiliy masalalari quyidagilardan iborat [1]:
1. Normativ-huquqiy bazani yangi milliy standartlar va texnik reglamentlarni ishlab chiqish bilan yangilash zarur.
2. Rivojlanayotgan hududlarda kompleks sxemalar asosida elektr tarmoqlarini ilg'or qurish mexanizmlarini joriy etish zarur.
3. Tarmoq infratuzilmasini loyihalash va qurish ^^ bo'yicha mahalliy hokimiyat organlari bilan muvofiqlashtirish tartib-qoidalarini soddalashtiradigan
va muddatlarni sezilarli darajada qisqartiruvchi yechimlarni ishlab chiqish.
Asosiy maqsadli mezonlardan biri - elektr energiyasiga bo'lgan talabning ortib borayotganligini hisobga olgan holda, iste'molchilarni elektr energiyasi bilan ta'minlashning ishonchliligi va tasnifi kafolatlarini saqlash muhim. Ushbu talablarga taqsimlash tarmog'ini qurish uchun yuqori texnologiyali usullarga ega yuqori ishonchli, past texnik xizmat ko'rsatadigan uskunalar va yuqori sifatli o'tkazgich mahsulotlarini qo'llash orqali erishish kerak, bu esa zahira o'rta kuchlanish liniyalarining ortiqcha sonini yo'q qiladi. Biroq, har bir alohida holat uchun tarmoq qurilishining yetarli hajmlarini va elektr ta'minotining toifasi va ishonchliligini ta'minlash vositalarini aniqlash ixtisoslashtirilgan loyihalash tashkilotlari tomonidan ishlab chiqilishi kerak [1].
O'rta kuchlanishli tarqatish tarmoqlari yuqori kuchlanishli stantsiyalardan oxirgi iste'molchilarga elektr energiyasini ishonchli va samarali taqsimlashda muhim rol o'ynaydi. Ushbu tarmoqlarning texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlari energiya ta'minotining umumiy samaradorligi va energiya xarajatlari tarkibiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ushbu maqola doirasida texnik va iqtisodiy parametrlarning o'rta kuchlanishli tarqatish tarmoqlarini loyihalash, qurish va foydalanishga ta'siri ko'rib chiqiladi. Uskunalar xarajatlarini tahlil qilish, energiya samaradorligini oshirish va tarmoqlarning ishonchliligini ta'minlashga alohida e'tibor qaratilmoqda. Ushbu samaradorlik va iqtisodiy maqsadga muvofiqlik o'rtasidagi eng yaxshi muvozanatga erishish uchun texnik-iqtisodiy omillarni hisobga olgan holda o'rta kuchlanishli tarqatish tarmoqlari infratuzilmasini optimallashtirish yo'llarini aniqlashdir [2].
Tadqiqot qismi._O'zbekistonning shahar va qishloq xo'jaligi hududlarida 20 kV havo elektr tarmoqlarini rivojlantirishning ilmiy-uslubiy asoslari hali ishlab chiqilmagan. 10-20 kV oralig'ida 10 va 20 kV havo liniyalarining xarajat xarakteristikalari deyarli farq qilmaydi. 10/0,4 va 20/0,4 kV transformator podstansiyalari narxidagi mavjud farq nisbatan past yuklanishlarda ham liniyalarda elektr energiyasi yo'qotishlarini kamaytirish hisobiga qoplanadi. Elektr
tarmog'ining bo'laklari ikkita geografik jihatdan uzoqda joylashgan 110/10(6) kV quvvat markazlari bilan bog'langan halqa sxemasi bo'lib, ular havo liniyalarining avtomatik qayta ulovchi bilan ajratilgan. Asosiy magistraldan chiqadigan filiallarda ajratgich yoki avtomatik qayta ulovchi orqasida 10(6)/0,4 kv podstansiya transformatori joylashgan, ko'pgina hollarda, bunday transformator podstansiyalari nominal transformator quvvati Sn=16-100 kVA bo'lgan bitta transformatorli ustun tipidagi, transformator nominal quvvati Sn=160-250 kVA bo'lgan ustunli turi va nominal transformator quvvati Sn=400-1000 kVA bo'lgan kabinali turidagi transformatorlardir. 10(6)/0,4 transformatorlarini himoya qilish yuqori kuchlanish tomonida joylashgan eruvchan saqlagichlar bilan ta'minlanadi.
m - o'chirgich
["¡"I - qayta ulovchi
[J] - saqlagich
"I - ajratgich
) - transformator
1-rasm. O'rta kuchlanishli havo elektr tarmog'ining tipik sxemasi
Oddiy rejimda elektr tarmog'i zanjiri avtomatik zahira kiritish bilan qayta ulovchilardan birida ochiladi. Elektr tarmog'ining yuqoridagi 12 ta qismida tarmoq parametrlari 1-jadvalda ko'rsatilgan. Bu yerda: Pmax va Pmin 2022 yildagi o'lchov ma'lumotlariga ko'ra qish va yoz ish kunlarida eng yuqori yuklama hisoblanadi; Lhl va Lihl -havo liniyalarining uzunligi, izolyatsiyasiz simlar va izolyatsiya qobiqli simlar bilan; Lkl - kabel liniyalarining uzunligi, Lum- uchastka liniyalarining umumiy uzunligi; Lmagis - quvvat markazlari orasidagi tarmoqning asosiy qismining uzunligi; Oyuk - yukning zichligi; a - tarmoq zichligi [3].
O'rta kuchlanishli havo elektr tarmog'i 12 ta qismining parametrlari
1-jadval
№ Pmax kVt Pmin kVt Lhl km Lihl km Lkl km Lum km Lmagis km ^yuk kVt/km2 a, kVt/km2
1 3751 2168 32,6 8,6 11,2 52,4 19,4 154,3 1,7
2 6358 5816 67,5 2,6 4 74,1 32,6 154,3 1,6
3 3609 1929 49,7 13,5 6,9 70,1 21 83,2 1,6
4 5646 4072 35,4 49,2 3 87,6 43 157,3 2,1
5 1781 989 44,7 0,6 1,6 46,9 12,9 57,3 1,5
6 1840 844 40,6 0,4 1,5 42,5 22,5 45,5 1
7 2486 1244 32,8 3,3 0,1 36,2 22 66,8 1
8 2992 1673 51,8 7,5 3,1 62,4 35,8 55 1
9 1193 618 49,5 10,1 2,2 61,8 41,3 24,8 1,3
10 1640 1102 59,8 2 2,8 64,6 31 39,8 1,6
11 297 78 35 0 0 35 30,5 8,2 1
12 3023 1872 21 11,4 9,9 42,3 20,3 117,6 1,6
O'rtacha 2884 1867 43,3 9,1 3,8 56,3 27,7 80,3 1,4
Elektr optimallashtirish optimallashtirish shakllantirish
tarmoqlari parametrlarini
masalasida matematik
masalasini quyidagicha
mumkin: boshqariladigan
o'zgaruvchilarga qo'yiladigan cheklovlarni hisobga olgan holda maqsad funktsiyasini minimallashtirishga erishish orqali. En vektor n o'lchovli fazoning berilgan U to'plamida f(x) = (x1,..., xn) n ta o'zgaruvchining funksiyasini minimallashtirish orqali biz bu U to'plamdagi funksiyaning minimal nuqtalaridan kamida bittasini aniqlashni tushunamiz, shuningdek, agar kerak bo'lsa, f(x) funksiya qiymatlarining U to'plamidagi minimal (maksimal) holatida bo'lsa ham. Masalan, xarajatlarni hisoblash funksiyasini ko'rib chiqamiz [2,3]:
Zziffi = 665,8+2,86F mln.so'm/km,
(1)
Keling, chegirmali xarajatlarni hisoblash orqali tahlil qilamiz
ZZflL = £(665,8+2,86F ) = 1,08(665,8+2,86F) = 719=3,1F mln.so'm/km, (2)
Uch fazali liniyaning 1 km uchun elektr yo'qotishlarining imtiyozli narxi Za^ =APmxTZEk2 = 3I2 RtZEk2 = 3I \pL / F)rZEk2 = 8, mln.so'm/km (3)
bu yerda: p-solishtirma qarshilik, o'rtacha harorat 57 0C (25 0C dan maksimal 90 0C gacha bo'lgan haroratlarda alyuminiy qotishma yadrosi standart qarshilikka ega bo'ladi), Om^mm2/m; R-aktiv qarshilik, Om; /-faza toki, A; L-elektr tarmog'ining uzunligi, km. Demak, havo elektr uzatish liniyasining umumiy chegirmali narxi:
ZL = z^ + ^ = 719 + 3,1F + 8,712/F mln.so'm/km 4)
Shuning uchun, o'tkazgichning optimal kesimi:
bartaraf etishimiz kerakligini anglatadi. Bunday savollarning maqsadi uchun [2] da yaratilgan noaniq Lagranj ko'paytmalari usulidan foydalanish oqilona hisoblanadi. Faraz qilaylik (5) talab bajarildi. U holda (4) ning ikkinchi va uchinchi hadlari bir-biriga teng bo'ladi va ularning yig'indisi (6) ni hisobga olgan holda quyidagiga teng:
2 • 2,31-F = 2 • 2,31/8,7/3,1! (7)
L masofaga elektr energiyasini yetkazib berish narxini hisoblaymiz, Z = ZLL + ZTP, Masalan: ZTP = ZKTP = K(401 + 1,29S + 25,94V) = 1,35(401 + 1,2931V + 25,94V = 541 = 31V + 35V (8) (1), (4) va (5) ifodalarni hisobga olib, biz uni quyidagicha yozamiz:
Z = 719L + 10.4H + 541 + 31V + 35V = 541 + 719L + 31V + 10.4IL (9)
Biz xarajat funksiyasini (7) ruxsat etilgan quvvat qiymatiga nisbatan eng kichik qiymatga tushiramiz, ya'ni Lagranj usulida ko'rsatilgan shartga muvofiq Dy=0 muammoning yechimini hisoblaymiz. Z = 719L + 10,4IL + 541 + 31V + 35V = 541 + 7219L + 31V + 10,411 + X(S/^3 - IV) 71 /F Lagranj usuliga ko'ra A koeffitsienti quyidagi tenglamadan aniqlanadi:
8Z/dU = 3I+35-AI (10)
dZ/dl = 3U + 10,4L-AU (11)
(10) va (11) formulalardan foydalanib, quyidagi tenglamani olamiz:
I = 35/(A - 3)
(12)
dZ, /dF = 3,1 - 8,7!2/F2
(5)
f = V8,7/3,1 = 0,6 mm2 (6)
Tokning iqtisodiy zichligi quyidagicha aniqlanadi ;0 = I / S = J 8,7/3,1 = 0,6 A/mm2. Kesimasi 70
mm2, kuchlanishi 10 kV bo'lgan elektr tarmog'ining o'tkazgichini ulashda tok kuchi 0,6^70=42 A, quvvati S=730 kVA ga teng. 1-rasm va 1-jadvalda keltirilgan konfiguratsiyalarni hisobga olgan holda, odatiy tarmoq uchastkasi uchun quvvat taxmini 2S=1460 kVA ni tashkil qiladi. 1-jadvalda bu nisbat faqat 9-11 qismlarga to'g'ri keladi.
Transformatordagi ortiqcha quvvat tufayli havo liniyasidagi yuklanish ortadi, 20 kV kuchlanishga o'tishda havo liniyasining kesimini o'zgartirmasdan, ushbu tarmoq orqali 2S=2920 kVA ni o'tkazish mumkin. Bu erda elektr tarmog'ining 50 foizdan ortig'i jo uchun mos deb baholanadi. Qolgan qismlarni o'tkazgich yuzasining qo'shimcha 120 mm2 (2S=5800 kVA) kesimiga oshirish tavsiya etiladi. Biroq, jadvalning 2 va 4-qismlari uchun bu yetarli emasligi aniq bo'ladi [4].
Tarmoq tuzilishidagi bunday aniq buzilishlar nominal elektr kuchlanishini optimallashtirish uchun buzilishlarni keltirib chiqaradigan muammolarni
u = 10,4L /(A- 3) (13)
A koeffitsientini Lagranj usuli yordamida aniqlaymiz:
A = 25V L / F + 3 (14)
(11) va (14) tenglamalardan foydalanib, quyidagi ifodani olamiz:
3U + 10,4L + AU = 3U + 10,4L - (25 V L / F + 3)U = 0
Optimal kuchlanish quyida keltirilgan formuladan foydalanib hisoblanadi U = 10,4L/25/L / F = 0,4/ L / F (15)
Bu ifoda (15) quvvat markazidan L masofada joylashgan bir nuqtada to'plangan yukning eng oddiy holati uchun olingan. Tarmoqdagi elektr yukining bir xilda taqsimlanishi natijasida bu sohada energiya sarfi uch barobarga kamayadi. Energiya sarfini hisoblash uchun biz 10,4L ifodadan foydalanamiz. Shunung uchun:
U = 0,4V L / F/3 = 0,133/ L / F (16)
Shunday qilib, (15) va (16) formulalar natijasidan ma'lum bo'ladiki, quvvat miqdori va optimal kuchlanish ruxsat etilgan strukturaviy shartlarga qarab sezilarli darajada farq qilishi mumkin:
U = 0,13 + 0,4 V L / F, (17)
Jadvalda keltirilgan xarakteristikalar asosida (17) formuladan foydalanib, ma'lum bir sohada elektr ^^ kuchlanishining optimalligini tahlil qilish amalga oshirildi. Magistral elektr tarmog'ining o'rtacha
uzunligi 28 km ni tashkil qiladi. Oddiy rejim ikkiga bo'linganligini hisobga olsak, L=28/2=14 km ni olishimiz mumkin. Ortiqcha yuklanish rejimida ishlaganda tarmoqdagi o'rtacha yuklama 2880 kVt bo'lganligi sababli, formula (17) ga asoslanib, optimal elektr kuchlanishi 19-57 kV oralig'ida ekanligi aniqlandi. Shuni takidlash kerakki kuchlanishning yuqori chegarasi 57 kV ehtiyotkorlik bilan qabul qilinishi kerak. 35 kV kuchlanishga o'tishda 35/0,4 kV podstansiyalarning tuzilishi murakkablashadi, lekin eng muhimi, havo liniyalarining kapital xarajatlari 1020 kV havo liniyalariga qaraganda uch-to'rt baravar qimmatroq bo'ladi [5].
Havo va kabel tarmoqlarida 20/0,4 kV (6-10/0,4 kV o'rniga) nisbatan yangi kuchlanish darajasidan foydalanishni muhokama qilganda, mutaxassislar ko'pincha shunday fikr bildirishadi: Balki boshqa daraja, 35/0,4 kV afzalroqdir? [2] da mavjud 6-10 kV tarmoqlarni 20 kVgacha yangilashning maqsadga muvofiqligi asoslab berilgan. Ushbu tadqiqotning asosiy xulosalarini almashgandan so'ng, biz 20/0,4 kV va 35/0,4 kV kuchlanishlarda ishlaydigan havo elektr tarmoqlarini solishtiramiz. O'z navbatida, 35 kV kuchlanishdan foydalanish 6-10 kV tarmoqlarning elementlarini to'liq almashtirishni talab qiladi [6].
Transformator podstansiyalarining texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlarini tahlili shuni ko'rsatadiki, texnik va iqtisodiy xususiyatlar komplekt transformator podstantsiyasi 35/0,4 kV va transformator podstansiyasi 20/0,4, agar teng bo'lmasa, ba'zi hollarda juda yaqin. 2-jadvalda misol tariqasida bitta transformatorli 35/0,4 kV yuqori zavod tayyorgarligidagi komplekt transformator podstansiyasi va ma'lum darajada shunga o'xshash kabinali 20/0,4 kV transformatorli nimstansiya uchun jamlangan xarajatlar ko'rsatkichlari keltirilgan.
2-jadvaldagi qiymatlar ishlab
chiqaruvchilarning takliflari va smeta narxlari asosida olingan asbob-uskunalar, materiallar, loyihalash, qurilish, montaj qilish va ishga tushirish xarajatlarini hisobga olingan.
2-jadval.
Transformator nimstansiyasi narxining jamlangan ko'rsatkichlari, mln.so'm
Kuchlanish Unom, kV Quvvat Snom,kVA
100 160 250 400 630
20/0,4 144 152 176 194 247
35/0,4 182 184 191 198 263
2-jadvaldagi transformator nimstansiyasi uchun 20 va 35 kV tarafdagi elektr ulanish sxemalari bir xil: kuch transformatorini himoya qilish uchun kirishda ajratgich va saqlagichlar o'rnatilgan. Teng nominal quvvat bilan 20/0,4 va 35/0,4 kV transformatorlarning salt ishlash va qisqa tutashuvdagi isroflari juda yaqin va shuning uchun bundan keyin hisobga olinmaydi [7].
Havo liniyalarining texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlari [2] da ko'rsatilganidek, 10-20 kv havo liniyalarining narxi, boshqa barcha narsalar teng
bo'lsa, deyarli bir xil. Biroq, 35 kv kuchlanishga o'tishda havo liniyalarining narxi keskin oshadi. Shunday qilib, [2] ga ko'ra, 35 kV bir zanjirli havo liniyasining 1 km uchun narx standarti 10 kVga nisbatan a=4,1 baravar yuqori. Biroq, eng arzon temir-beton tayanchlaridan foydalanganda, 35 kV kuchlanishli havo liniyalari narxining oshishi unchalik sezilmaydi: a=2,5. AC tipidagi simlari bo'lgan aholi punktlarida 10-20 kV havo liniyalari uchun integral xarajat ko'rsatkichlari, ularning kesimlariga qarab 3-jadvalda keltirilgan (aholi yashamaydigan hududlar uchun narx 20-25% ga kamayadi):
3-jadval
AC tipidagi simli aholi punktlarida 10-20 kV havo liniyalari
Simning ko'ndalang kesim yuzasi, mm2 50 70 95 120
1 km uchun narx, mln.so'm/km. 10-20 kV 110 116 122 132
35 kV 275 290 305 330
Havo liniyalarining narxlaridagi farq mln.so'm/km. 165 174 183 198
ZTP = 748+ll,5S„„m+9,7U„„m Zm = -1282+ 4,2F + 88,2U_
Havo liniyalarining yuqoridagi xarajat tavsiflari ko'rib chiqilayotgan bir qator investitsiya loyihalarini qayta ishlash natijasida olingan. 35 kV kuchlanishli havo liniyasining narxi 10-20 kV havo liniyasining xarajatlarini a=2,5 ga ko'paytirish hisoblangan [8].
Elektr tarmoqlari elementlarining texnik va iqtisodiy parametrlarining funktsional bog'liqligi taqdim etilgan xarajat tavsiflari 6-8% dan ko'p bo'lmagan xato bilan quyidagi oddiy chiziqli yaqinlashuvchi bog'liqliklarni olish imkonini beradi: nimstansiya transformatori Ztp (mln.so'm, Snom kVA, Unom kV) va havo liniyalari Zhl (mln.so'm/km, F mm2):
(18)
(19)
Qiymat va texnik xususiyatlarning funktsional bog'liqliklariga ega bo'lgan holda, aniqlanmagan Lagranj omillaridan foydalanib elektr tarmog'ining nominal kuchlanishini optimallashtirish muammosini hal qilish mumkin. (18) va (19) ifodalarni chegirmali xarajatlar ko'rinishida qayta yozamiz [9]:
(20)
...... (21)
Elektr tarmog'ining nominal kuchlanishini optimallashtirishda havo liniyalari uchun umumiy chegirmali xarajatlarni ko'rib chiqimiz, (21) ni hisobga olgan holda bizda:
ZL = Zhl + ZW =-1385+ 4,5F + 95,3Unom + 8,712/F
(22)
Shunday qilib, elektr o'tkazgichning optimal
Zrp = 1010+ 1,55S +13,1U
LP 5 nom 5 n<
Z^ =-1385+ 4,5F + 95,3U,
kesimi:
dZL / dF = 4,5 - 8,7/2/ F2 = 0
(23)
f = sj 8,7/4,5/ (24)
Tokning iqtisodiy zichligi quyidagiga teng:
j = / / F = /^8,7/4,5 = 0,7 A / mm2
Aytaylik, shart bajariladi (23). Keyin ikkinchi va to'rtinchi atamalar (22) bir-biriga teng bo'ladi va ^^ ularning yig'indisi (24) ni hisobga olgan holda: , ,_
2 • 4,5F = 2 • 4,5^8,7/ 4,5/ = 12,51 (25)
(20), (22) va (25) formulalarni hisobga olgan holda, L masofadagi uzatish narxini quyidagicha aniqlash mumkin:
Z = ZlL+ Ztp = -1385L + 12.5IL + 95,3UL + 101001,55Unom + 13,1Unom (26)
Bundan tashqari, ifodadagi indeks o'chirildi va u ko'rsatilgan tarzda qayta yozildi s/43 = iu Z = 1010- 1385L + \2,5IL + 95,3UL +13,1U (27) S umumiy quvvatning berilgan qiymati uchun funksiya qiymatini eng kichigiga (27) kamaytiramiz, yani Dy=0 sharti bilan muammoni hal qilish uchun Langraj usuli orqali ifodalaymiz [10]:
Ya'ni, kuchlanishning 35/20=2 marta oshishi tegishli xarajatlarni 2,5 barobarga oshirdi. Biroq, bu 20 dan 10 kVgacha o'tish, shuningdek, havo liniyalari xarajatlarini bir necha marta kamaytirishga imkon beradi degani emas, ya'ni yuqoridagi nisbatlar saqlanib qoladi. Bundan tashqari, [2] da ko'rsatilganidek, 10 va 20 kV havo liniyalarining narxi deyarli bir xil. Shunday qilib, ushbu optimallashtirish muammosini qat'iy hal qilish nominal tarmoq kuchlanishining pastki chegarasiga cheklovlar kiritishni talab qildi. Oldinga qo'yilgan vazifa doirasida, qabul qilingan dizayn shartlariga ko'ra, 35 kV nominal tarmoq kuchlanishi, hatto birinchi taxminiy bo'lsa ham, 20 kV kuchlanishdan afzalroq bo'lish
Z = 1010-1385L + 12,5IL + 95,3UL + 2,68IU +13,1U+X(S/V^-UW^ yo'q degan xulosaga kelishimiz mumkin
[12].
Shuni tarmoqlarda
(28)
Ushbu usul yordamida À koeffitsientini aniqlash uchun ifoda tuzamiz:
dZ/dU = 95,3L + 2,68I +13,1 + ÀI = 0 (29)
dZ / ôI = 12,5L + 2,68U + XU = 0 (30)
(29) va (30) tenglamalardan foydalanib, quyidagi natijaga erishamiz: I = (13,1 + 95,3L)/(X-2,68) (31)
U = 12,5L /(X- 2,68) (32)
(31) va (32) bog'lanish tenglamalarini o'rniga qo'yib, quyidagi ifodani olamiz
X = 4283L + 2060L2 + 2,68 (33)
Natijada, (30) va (33) tenglamalardan foydalanib, biz elektr tarmog'ining asosiy formulasini optimal kuchlanishini aniqlash uchun ifodani olamiz:
ta'kidlash kerakki, o'rta kuchlanishli 110/6-10-20-35 kV nominal kuchlanishning kengaytirilgan tizimidan maksimal darajada pasaytirilgan 110/20 kV ga o'tishning maqsadga muvofiqligi va bir qator boshqa maqolalarda taklif qilingan. Havo tarmoqlarida 20/0,4 kV to'g'ridan-to'g'ri transformatsiyalangan 110/20 kV tizim sezilarli darajada kamroq pul, rangli metallar va ayniqsa, yuklama zichligining keng diapazonida transformator quvvatini talab qiladi [13].
O'rta kuchlanishli elektr tarmoqlari [2] ta'kidlanganidek, keng qo'llaniladigan infratuzilma turlaridan biridir. Elektr qurilmalarining ishonchliligi va iqtisodiy samaradorligini uyg'unlashtirish uchun bunday tizimlarni ishlab chiqishda ularning tuzilishi va xususiyatlarini chuqur birlashtirish bo'yicha ishlar
U = 12,5L/V283L + 2060L2 /S = 12,5JLS/(283 + 2060L) birinchi o'ringa chiqadL Buning asosiy sharti 110/20
kV nominal kuchlanishli qisqartirilgan tizimga
(34)
Formula (34) quvvat markazidan L masofada joylashgan bir nuqtada to'plangan yuklamaning eng oddiy holati uchun olingan. Ma'lumki, boshqa barcha narsalar teng, lekin tarmoq bo'ylab teng taqsimlangan yuklama bilan chegaradagi quvvat yo'qotishlari uch barobar kamroq bo'ladi. Yuqoridagi formulada 12,5L ifodasi energiya isrofining sababi hisoblanadi. Shuning uchun, elektr tarmog'ining optimal kuchlanishi quyidagiga teng bo'ladi [11]. U = 4,2 -12,5^/ LS /(283+ 2060L) ; (35)
Tarmoqdagi ruxsat etilgan kuchlanish qiymatini tahlil qilish uchun biz [2] da berilgan (35) ifodadan foydalanamiz. O'rta kuchlanishli elektr tarmog'ining ishlashi o'rganilib, tarmoqning asosiy uchastkasidagi ta'minot tugunlari orasidagi o'rtacha masofa 30 km ekanligi aniqlandi. Oddiy rejimda maydon bo'yicha taqsimlanishni hisobga olib L=30/2=15 km qabul qilinadi. Maksimal elektr yuklamalar rejimida ob'ektning o'rtacha yuklamasi taxminan 3000 kVt ni tashkil qiladi, bu yerda S=3000/2=1500 kVA. Formula (18) ga asoslanib, optimal kuchlanish 4-11 kV ekanligi ma'lum bo'ldi. Bu raqamlar 10 kV nominal kuchlanish uchun afzallik sifatida talqin qilinishi mumkin emas. Eslatib o'tamiz, hisob-kitoblarda biz a=2,5 koeffitsientli 20 va 35 kV havo liniyalari narxining to'g'ridan-to'g'ri proporsional bog'liqligini qabul qildik.
o'tishdir.
Xulosa. 10 va 20 kV havo simlarining narx xususiyatlari 10-20 kV oralig'ida deyarli bir xil. Liniyalardagi quvvat yo'qotishlarining kamayishi, hatto nisbatan past yuklamalarda ham, 10/0,4 va 20/0,4 kV podstansiyalar o'rtasidagi xarajatlar farqini qoplaydi. 20 kV tarmoq berilgan sim kesimi bilan 10 kV ga nisbatan ikki baravar ko'p ma'lumotlarni olib yurishi mumkin va u bir xil uzatiladigan quvvat uchun quvvat va energiya yo'qotishlarini deyarli to'rt baravar kamaytirishi mumkin. Ushbu 20 kV kuchlanish afzalliklari diqqatga sazovordir. 20/0,4 va 35/0,4 kV podstansiyalarning xarajat xarakteristikalari, yuqorida aytib o'tilganidek, 20-35 kV oralig'ida bir oz farq qiladi. Biroq, chiziqli ob'ektni qurishning yuqori xarajati tufayli havo liniyalarining xarajat xususiyatlari juda katta farq qiladi va 35 kVgacha qulay emas. Xususan, 10-20 kV kuchlanishli havo liniyalari uchun 11 metrli temir-beton tebranish tayanchlari ko'pincha, 35 kV havo liniyalari uchun esa ancha kattaroq 22,6 metrli temir-beton tayanchlar ko'pincha ishlatiladi. Agar tarmoqlarning haqiqiy integral xususiyatlarini hisobga oladigan bo'lsak, u holda 20 dan 35 kVgacha o'tish davrida tarmoqlarda elektr yo'qotishlarining kamayishi o'tkazgichlar va elektr jihozlari narxining oshishini qoplamaydi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati:
[1]. Осинцев, К.А. Еще раз о переводе воздушных электрических сетей 6-10 кВ на напряжение 20 или 35 кВ / К. А. Осинцев, А.В. Шунтов //ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и Распределение. - 2018. - №5(50). - С. 14-16
[2]. Иванов, В.Е. Разработка технических решений и рекомендаций по переводу действующих сетей 6-10 кВ на напряжение 20 кВ в сельской местности // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение. -2018.- №4 (49). -С. 36 -41.
[3]. Абдурахманов, А.М. Принципы построения воздушных электрическихсетей напряжением 20 кВ / А.М. Абдурахманов, С.В. Глушкин, К.А. Осинцев, А.В. Шунтов // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и Распределение. - 2019. - № 6(57). -С. 50-55.
[4]. Зуев, М.М. Об эффективности воздушных электрических сетей 20 кВ / М.М.Зуев, К.А. Осинцев, А.В. Шунтов // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. -2018. - С. 1024.
[5]. Миридонов, А. Перспективы развития сетей 20 кВ в ПАО «МОЭСК» / А. Миридонов, А. Ермаков // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение. - 2016. -№3. - С. 58 - 59.
[6]. Асташев, Д.С. Применение напряжения 20 кВ для распределительных электрических сетей России / Д.С. Асташев, Р.Ш. Бедретдинов, Д.А. Кисель, Е.Н.Соснина // Вестник НГИЭИ. - 2015. -№ 4. - С. 6 - 9.
[7]. Гейбатов, Т. Опыт проектирования сети 20 кВ для электроснабжения отдаленных населенных пунктов в ХМАО / Т. Гейбатов // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и Распределение. - 2013. - №6(21). - С. 70-73.
[8]. Майоров, А.В. О применении номинального напряжения 20 кВ в воздушных электрических сетях / А.В. Майоров, К.А.Осинцев, А.В.Шунтов // Электричество-2018.-№9.-С.4-11
[9]. Taslimov A.D., Raximov F.M., Raximov F.M. 0,4 kV li N ta liniyalarda elektr energiyasining yo'qotilishlarini hisoblash dasturi // EHM uchun dastur № DGU № 20534.
[10]. Таслимов А.Д., Юлдашев А.А. Разработка технико-экономических моделей элементов систем электроснабжения // Проблемы энерго- и ресурсосбережения. Ташкент, 2022.-№1 .-С.62-65
[11]. Таслимов А.Д. Развитие теории и методов выбора параметров городских распределительных электрических сетей в условиях неопределенности: Монография.Т.: ТашГТУ, 2020. 216 с.
[12]. Карапетян, И.Г. Справочник по проектированию электрических сетей/ И.Г.Карапетян, Д.Л.Файбисович, И.М.Шапиро; под ред. Д. Л. Файбисовича. -4-е изд., перераб. и доп.- М.: ЭНАС, 2012. - 376 с.
[13]. СТО 34.01-21.1-001-2017 Распределительные электрические сети напряжением 0,4-110 кВ. Требования к технологическому проектированию. М.: ПАО «Россети», 2017.- 233 с.
■P* 5
