如何确定经济输电电压?
导线、变压器、绝缘子、开关设备和其他终端设备成本最低的输电电压称为经济输电电压。
众所周知,如果提高输电电压,输电线路所需的导线材料体积就会减少。因此,这降低了导线材料的支出。为了将导线材料的支出降至最低,建议使用尽可能高的输电电压。但是,必须记住,随着输电电压的提高,绝缘、变压器、开关设备和其他终端设备的成本也会增加。因此,对于每条输电线路,都存在一个最佳输电电压,超过此电压,在经济效益方面就没有任何收获了。
确定经济输电电压的方法
为了确定经济输电电压,假定已知要传输的功率、发电电压和输电线路的长度。
在这种方法中,我们选择一些标准输电电压,并计算以下成本:
导线 – 导线材料的成本随着输电电压的增加而降低。
变压器 – 对于给定的功率,用于输电线路发电端和接收端的变压器的成本随着输电电压的增加而缓慢增加。
绝缘和支架 – 导线的绝缘和支架(如电杆和铁塔)的成本随着输电电压的增加而急剧增加。
开关设备 – 开关设备的成本也随着输电电压的增加而增加。
避雷器 – 避雷器的成本随着输电电压的增加而迅速增加。
上述所有成本的总和就是所考虑电压下电力传输的总成本。对其他输电电压进行类似的计算。然后,绘制传输总成本与输电电压之间的曲线图,如图所示。
在此,曲线上的最低点 (M) 给出了经济输电电压的值。这种确定经济输电电压的方法在实践中很少使用,因为上述成本无法准确确定。
在实践中,使用经验公式来寻找经济输电电压。用于确定三相交流系统线路之间经济输电电压的公式为
$$\mathrm{\mathit{V}\mathrm{\, =\, }5.5\times \sqrt{0.62\mathit{l}\mathrm{\, +\, }\frac{3\mathit{p}}{150}}}$$
其中,
V 是线电压,单位为 kV。
l 是输电线路的长度,单位为 km。
P 是每相最大功率,单位为 kW。
从上述公式可以看出,考虑了要传输的功率和输电线路的长度,因为这两个因素都会影响输电线路的经济电压。