高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在750 kV輸電線路中的應(yīng)用研究

劉光輝，鄭艷紅，王中陽(yáng)，龔興國(guó)，嚴(yán)得錄，謝金華

（1.西北電網(wǎng)有限公司，陜西西安 710048；2.國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，陜西西安 710065；3.青海送變電工程公司，青海西寧 810001；4.新疆電力設(shè)計(jì)院，新疆烏魯木齊 830001）

近年來(lái)，我國(guó)電線電纜行業(yè)制造技術(shù)和工藝不斷進(jìn)步，各種新型導(dǎo)線不斷涌現(xiàn)，針對(duì)性也越來(lái)越強(qiáng)，特別是國(guó)家的“節(jié)能減排、低碳環(huán)?！闭叩膱?zhí)行[1-3]，使得導(dǎo)線市場(chǎng)涌現(xiàn)了大量的節(jié)能導(dǎo)線，節(jié)能導(dǎo)線可以節(jié)約一定的能源，但不同導(dǎo)線有不同的電氣特性、機(jī)械特性，如運(yùn)用不當(dāng)，不但得不到應(yīng)有的收益，反而可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不利影響。因此，必須有針對(duì)性地合理選用新型節(jié)能導(dǎo)線，更好地貫徹“兩型三新”的建設(shè)原則[4-6]。

本文將高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)750 kV第二通道工程（哈密變—哈密換流站段）中的應(yīng)用研究作為切入點(diǎn)，分析解決高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在工程應(yīng)用中的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，表明高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線既具有優(yōu)良的機(jī)電性能，又具備突出的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，在新建線路中優(yōu)勢(shì)明顯，是極有推廣潛力的導(dǎo)線。

1 高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的特性

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線就機(jī)電性能而言，鋼芯鋁絞線適用的線路工程，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線都能夠適用，且多項(xiàng)性能指標(biāo)（電阻損耗、防振等）可以得到改善，具有更好的全壽命周期經(jīng)濟(jì)性。

1.1 導(dǎo)線電氣性能

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線電阻損耗低，節(jié)能環(huán)保。通過(guò)減小導(dǎo)線直流電阻，提高導(dǎo)線導(dǎo)電能力，減少輸電損耗，從而達(dá)到節(jié)能效果。

導(dǎo)線載流量與導(dǎo)線所處氣象條件（環(huán)境溫度、風(fēng)速、日照強(qiáng)度）有關(guān)，在計(jì)算導(dǎo)線載流量時(shí)，應(yīng)使導(dǎo)線不超過(guò)70℃，目的在于使導(dǎo)線長(zhǎng)期運(yùn)行（70℃）或事故條件下運(yùn)行（80℃），由于導(dǎo)線溫升，不致于影響導(dǎo)線強(qiáng)度。在35℃環(huán)境溫度時(shí)，導(dǎo)線最大輸送容量如表1所示。

表1 導(dǎo)線最大輸送容量Tab.1 The maximum transm ission capacity of conductor

通過(guò)計(jì)算可以看出：在環(huán)境溫度35℃，導(dǎo)線溫度70℃時(shí)，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的最大輸送容量較鋼芯鋁絞線增加2%。

輸電線路損耗主要由電暈損耗和電阻損耗組成，在電暈損耗基本相同的的情況下，輸電損耗主要由導(dǎo)線的直流電阻所決定。在交流輸電線路中，還有少量的集膚效應(yīng)和鐵芯引起的損耗，這一部分的損耗占輸電損耗的2% ～5%。因此，導(dǎo)線直流電阻的大小決定了輸電線路損耗的多少。

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線比普通的鋼芯鋁絞線在20℃時(shí)的直流電阻方面低3%，全年的有功功率損耗低于6.6 kW/km，在最大損耗小時(shí)數(shù)1400 h的全年電阻損耗低于9200 kW·h/km；在最大損耗小時(shí)數(shù)2200 h的全年電阻損耗低于14500 kW·h/km；在最大損耗小時(shí)數(shù)3200 h的全年電阻損耗低于21100 kW·h/km。

從以上分析可以看出，在電氣方面，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線不僅減少電能損失，而且可以輸送更多的電能。

1.2 導(dǎo)線機(jī)械性能

1）導(dǎo)線弧垂特性。不同導(dǎo)線弧垂特性有差異，與普通鋼芯鋁絞線的弧垂做了比較。高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在500 m檔距下的弧垂略小（約0.05 m），對(duì)桿塔排位基本沒(méi)有影響，全線桿塔造價(jià)沒(méi)有增加。

2）金具配套方便，施工工藝與傳統(tǒng)導(dǎo)線相同。

3）高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線額定拉力與普通導(dǎo)線一致，對(duì)桿塔荷載沒(méi)有影響。因此，使用高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線時(shí)，可以使用國(guó)家電網(wǎng)公司750 kV通用設(shè)計(jì)塔型，避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，降低了工程造價(jià)，同時(shí)提高了線路設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，在實(shí)際應(yīng)用中做到了無(wú)縫銜接。

1.3 導(dǎo)線回收年限

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的前期建設(shè)費(fèi)用較高，但后期運(yùn)行時(shí)可以節(jié)省電能（電價(jià)暫按0.2元/kW·h考慮）。經(jīng)計(jì)算，在最大損耗小時(shí)數(shù)1400 h高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線可在24 a內(nèi)回收由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資；在最大損耗小時(shí)數(shù)2200 h高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線可在15 a內(nèi)回收由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資；在最大損耗小時(shí)數(shù)3200 h高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線可在11 a內(nèi)回收由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資。

可見(jiàn)，采用高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線比鋼芯鋁絞線而多出的投資，最少可以在11 a內(nèi)因節(jié)能而收回由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資，節(jié)能效益明顯。

2 高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的應(yīng)用

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在新疆首次運(yùn)用在新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)750 kV第二通道工程（哈密變—哈密換流站段）中，線路途經(jīng)的地貌單元主要為山前沖洪積平原、剝蝕丘陵臺(tái)地。主要為戈壁荒漠景觀，地勢(shì)較平坦、開(kāi)闊。因此，該區(qū)域?qū)傥L(fēng)振動(dòng)多發(fā)區(qū)。在線路設(shè)計(jì)時(shí)需注意其防振性能。經(jīng)計(jì)算，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的鋁部應(yīng)力與普通鋼芯鋁絞線相當(dāng)（高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線鋁部應(yīng)力略?。?。因此，在此區(qū)域使用高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線是安全的。

3 結(jié)語(yǔ)

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線前期投資較鋼芯鋁絞線高，隨著后期運(yùn)行，節(jié)能效果顯現(xiàn)，在11 a后，因節(jié)能而節(jié)省的費(fèi)用大于導(dǎo)線初期投資增加的費(fèi)用。即：在11 a內(nèi)，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線經(jīng)濟(jì)性差于鋼芯鋁絞線；在11 a后，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于鋼芯鋁絞線。按照50 a的設(shè)計(jì)年限，在最大損耗小時(shí)數(shù)3200 h的全年電阻損耗21100 kW·h/km，電價(jià)按0.2元/kW·h，每100 km輸電線路在39 a內(nèi)節(jié)省電能費(fèi)用約1645萬(wàn)元。高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線具備突出的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，在新建線路中優(yōu)勢(shì)明顯，極有推廣潛力。

[1] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T1179-2008圓線同心絞架空導(dǎo)線[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T23308-2009架空絞線用鋁鎂硅系合金圓線[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[3] 張瑞永，趙新宇，李明，等.輸電線路新型節(jié)能導(dǎo)線的推廣應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2012，33（6）：89-92.ZHANG Ruiyong，ZHAO Xinyu，LI Ming，et al.New energy-saving wiretrans mission line[J].Electric Power Construction，Promotion and Application，2012，33（6）:89-92（in Chinese）.

[4] 陳洋，高翔，蔣華君，等.節(jié)能型架空導(dǎo)線及其節(jié)能效果評(píng)估[J].電線電纜，2011，6（4）：14-16.CHEN Yang，GAO Xiang，JIANG Huajun，et al.Assessment of energy-saving overhead conductors and energysaving effect of wire and cable[J].Electric Wire&Cable，2011，6（4）:14-16（in Chinese）.

[5] 曹小龍.電力設(shè)備接地引下線導(dǎo)通測(cè)試方法的探討[J].電瓷避雷器，2010（5）：41-47.CAO Xiaolong.Discussion on the continuity testing method of power equipment grounding lead[J].Insulators and Surge Arresters，2010（5）：41-47.

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