Актуальность использования СИП в системах электроснабжения дачных кооперативов

В данной статье был проведен технико-экономический сравнительный анализ использования голых проводов и СИП с целью выбора наиболее экономически выгодных подходов к проектированию систем электроснабжения дачных участков, с учетом дальнейших эксплуатационных характеристик. Все расчеты были произведены на основе данных, полученных от дачного кооператива «Октябрьский», расположенного на территории г. Березовский, Кемеровская область.

Собственники дачных участков заинтересованы в качественном и сравнительно недорогом электроснабжении в связи с тем, что приобретение электрооборудования, его монтаж и обслуживание осуществляется за счет взносов членов кооператива. В Кемеровской области зарегистрировано 1300 дачных сообщества. В системах электроснабжения дачных участков используются масляные трансформаторы и воздушные линии на деревянных опорах, выполненные голыми проводами. Для оценки эффективности использования изолированных проводов в СЭС дачных участков был выбран садоводческий кооператив «Октябрьский», расположенный в районе г. Берёзовский. «Октябрьский» начал свое существование в 2015 году и на данный момент включает в себя 2 улицы (Семейная и Славянская) и 34 земельных участка. В первый же год строительства дачных построек была осуществлена система электроснабжения участков: установлены 35 железобетонных опор СВ 95-2 и трансформатор ТМ-160/10, смонтирована ЛЭП – 0,4 кВ.

Произведем сравнительный технико-экономический анализ использования голых проводов марки А и СИП, используя существующую на сегодняшний день схему электроснабжения дачного кооператива «Октябрьский» (рис.1).

Рисунок 1. Схема электроснабжения дачного кооператива «Октябрьский»

Согласно СП 31-110-2003 [1], удельная расчетная электрическая нагрузка дачного дома составляет 2,6 кВт (в расчетах примем – 5 кВт, чтобы учесть дальнейший рост нагрузки потребителей). Максимальный ток нагрузки ЛЭП:

                                                                                1)

где: Р_р – расчетная нагрузка ВЛ, кВт; U_н – номинальное напряжение сети, кВ; cosφ – коэффициент мощности нагрузки.

С учетом максимальной токовой нагрузки по допустимому нагреву выбраны провода марок А-35 и СИП-2 3х35+1х50.

Определим затраты на приобретение требуемого количества проводов с учетом общей длины ЛЭП дачного кооператива - 1040 метров (табл.1).

Таблица 1.

Затраты на приобретение проводов

Для корректного сравнения вариантов необходимо учесть стоимость конструктивных элементов ЛЭП – изоляторов и арматуры (табл.2 и табл.3).

Таблица 2.

Затраты на приобретение изоляторов

Таблица 3.

Затраты на приобретение арматуры

В итоге, общая стоимость монтажа СИП-2 3х35+1х50 составила 157526,39 рублей, что на 20,86% больше затрат на установку провода А-35 – 124661,68 рублей.

Однако, ввиду своих конструкционных особенностей, в проводах марки СИП потери электрической энергии меньше, чем в голых алюминиевых проводах. Экономия электроэнергии за дачный сезон составит:

                                                                      2)

где: I_p – расчетный ток линии, А; r₁ и r₂ – удельные (погонные) активные сопротивления соответствующих проводов, Ом/км; l – длина ЛЭП, км; t_p – время максимума нагрузки, ч.

Члены кооператива оплачивают электроэнергию по регулируемым тарифам, установленными РЭК для населения, проживающих в квартирах, оборудованных электрическими плитами. Тариф на электрическую энергию для населения Кемеровской области в настоящее составляет 3,04 руб./кВт·ч. Сезонная (в среднем 5 месяцев) экономия в денежном выражении составит:

                                                                           3)

где: Т_ээ – тариф на электрическую энергию, руб./кВт·ч.

Срок окупаемости удорожания установки проводов СИП-2 3х35+1х50 по отношению к проводу А-35 составит:

                                                                                 4)

где: Inv – разница объемов инвестиций на приобретение и монтаж изолированных и голых проводов, руб.

В итоге, разница затрат на монтаж СИП по отношению к А-35 окупится в течение двух лет с учетом продолжительности дачного сезона.

По результатам расчетов построена гистограмма (рис.2).

Рисунок 2. Сравнение суммарных затрат для проводов ЛЭП 0,4 кВ дачного кооператива «Октябрьский»

Проанализировав полные затраты на установку проводов, а так же сэкономленную электроэнергию при последующей эксплуатации ЛЭП, можно сделать вывод о том, что использование СИП экономически целесообразнее, несмотря на более высокие инвестиционные вложения.

Немаловажным является обеспечение потребителей электроэнергией с требуемыми показателями ее качества. Согласно ПУЭ допускаются отклонения напряжения на зажимах силовых электроприемников ±5% от номинального значения.

Рассчитаем потери напряжения в линии в зависимости от длины при использовании проводов А-35 и СИП-2 3х35+1х50 по формуле:

                                                                                5)

где: l_i– длина i –того участка линии, м; U_н – номинальное напряжение сети, кВ; I_p – расчетный ток в сети, А; и r_о, х_о – погонные активное и индуктивное сопротивления проводов, Ом/км.

На основе полученных результатов построена гистограмма (рис.3).

Рисунок 3. Сравнение потерь напряжения в ЛЭП 0,4 кВ дачного кооператива «Октябрьский»

С учетом потерь напряжения в трансформаторе, можно сделать вывод, что провод А-35 не обеспечит у самых удаленных потребителей требуемое качество электроэнергии по медленным отклонениям напряжения, а следовательно, потребуется увеличить сечение голого провода до 50 мм² или разделить нагрузку, добавив дополнительную линию от источника питания участков, что приведет к увеличению затрат при использовании неизолированных проводов по сравнению с ранее рассчитанными расходами.

Таким образом, произведенный анализ показал, что использование самонесущих изолированных проводов в СЭС дачных кооперативов полностью оправдывает себя. К тому же, надежность ВЛ с изолированными проводами повышается до уровня надежности подземных кабельных линий при сравнительно небольшом (примерно на 20 ... 25%) повышении затрат по сравнению с традиционными ВЛ с голыми проводами.