節(jié)能導(dǎo)線在輸電線路中的應(yīng)用探討

李宇

摘要：節(jié)能導(dǎo)線由于自身電阻小，導(dǎo)電能力遠(yuǎn)高于一般鋼芯鋁絞線，在輸電線路中的應(yīng)用可以降低線路損耗，提高電力傳輸?shù)墓?jié)能型。目前使用較多的節(jié)能導(dǎo)線包括中強(qiáng)度鋁合金絞線、鋁合金芯鋁絞線和鋼芯硬鋁絞線等。本文將對新型節(jié)能導(dǎo)線及其生產(chǎn)制造進(jìn)行介紹，探討節(jié)能導(dǎo)線在輸電線路中的應(yīng)用及節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：節(jié)能導(dǎo)線；輸電線路；應(yīng)用方法

在電力生產(chǎn)和傳輸過程中，會消耗大量的資源和能源，通過使用節(jié)能型材料降低電力生產(chǎn)、傳輸過程的能耗，是電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本措施。近年來，節(jié)能導(dǎo)線的研究和應(yīng)用受到了越來越廣泛的關(guān)注，進(jìn)一步降低導(dǎo)線自身電阻，實(shí)現(xiàn)傳輸過程的零能耗、低能耗，既符合節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，又能幫助電力企業(yè)降低電力生產(chǎn)和傳輸?shù)某杀尽Ｒ虼?，對?jié)能導(dǎo)線在輸電線路中的應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、節(jié)能導(dǎo)線類型

目前符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能型導(dǎo)線主要包括中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線、鋁合金芯鋁絞線和鋼芯鋁絞線三種類型。中強(qiáng)度鋁合金絞線是單一金屬材料導(dǎo)線，采用58.5%IACS鋁合金，由于使用鋁合金代替了普通導(dǎo)線中的鋼芯，相比于同等截面積的鋼芯鋁絞線，總導(dǎo)電截面有所增加，因此導(dǎo)線的自身電阻被降低，提高了導(dǎo)電能力，可以到達(dá)節(jié)能目標(biāo)[1]。

二、節(jié)能導(dǎo)線在輸電線路中的應(yīng)用

（一）節(jié)能導(dǎo)線的電氣特性

1.電磁環(huán)境

在相同施工條件下，即系統(tǒng)條件、相序排列、分裂間距和分裂數(shù)相同時，3種節(jié)能導(dǎo)線相比于普通導(dǎo)線，表面場強(qiáng)基本相同，無線電干擾水平和可聽噪聲水平也十分相近，因此節(jié)能導(dǎo)線的選型不受電磁環(huán)境影響。

2.載流量

在220kV電路中，不同類型導(dǎo)線的載流量如下表所示。從表1中可以看出，三種節(jié)能導(dǎo)線的載流量相比于普通導(dǎo)線均有所提升，但提升效果并不明顯，因此，采用節(jié)能導(dǎo)線不會對傳輸線路的容量產(chǎn)生影響。

3.損耗特性

還是以220kV輸電線路為例，對普通導(dǎo)線與各類型節(jié)能導(dǎo)線的導(dǎo)線損耗特性進(jìn)行對比，經(jīng)過計算得出，在200MW輸送容量條件下，三種節(jié)能導(dǎo)線的導(dǎo)線的電能損耗分別為16.70、1631和17.00kW/km，均小于普通鋼芯鋁絞線的17.43kW/km。因此，節(jié)能導(dǎo)線具有顯著的節(jié)能效果。

（二）節(jié)能導(dǎo)線的機(jī)械特性

1.弧垂特性

采用實(shí)證分析方法對節(jié)能導(dǎo)線的機(jī)械特性進(jìn)行分析，并與普通導(dǎo)線進(jìn)行對比。在研究其弧垂特性時，選取33個交流輸電工程作為研究樣本，樣本中共使用11種型號的普通鋼芯鋁絞線，3種新型節(jié)能導(dǎo)線均有應(yīng)用，通過分析不同工況下相同截面積的普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線的弧垂特性可以發(fā)現(xiàn)，新型鋼芯硬鋁絞線的弧垂特性與普通導(dǎo)線完全一致，鋁合金芯鋁絞線的弧垂特性也與普通導(dǎo)線相近，只有鋁合金絞線比普通導(dǎo)線的弧垂小，在400m檔距高溫條件下，鋁合金絞線比普通導(dǎo)線的弧垂小0.4～1.7m[2]。

2.風(fēng)偏角

根據(jù)33個線路工程的計算結(jié)果對新型節(jié)能導(dǎo)線對風(fēng)偏角進(jìn)行分析，同樣普通絞線的風(fēng)偏角進(jìn)行對比。分析結(jié)果表明，新型鋼芯硬鋁絞線的風(fēng)偏角與普通導(dǎo)線完全一致。在垂直、水平檔距的比值為0.85條件下，鋁合金芯鋁絞線和鋁合金絞線的風(fēng)偏角比普通導(dǎo)線大2°～6°，約占6%～12%。因此，在新型節(jié)能導(dǎo)線的工程施工中，要合理選用塔型，調(diào)整好檔距。

3.覆冰過載能力

同樣對33個線路工程的計算結(jié)果進(jìn)行分析，在三種節(jié)能導(dǎo)線中，新型鋼芯硬鋁絞線的覆冰過載能力與普通導(dǎo)線完全一致，鋁合金芯鋁絞線的覆冰過載能力比普通導(dǎo)線略小，在400m檔距條件下約小0.2～2.7m。鋁合金導(dǎo)線的覆冰過載能力與普通導(dǎo)線基本相似，同樣在400m檔距條件下，若導(dǎo)線截面積大于300mm2，則覆冰過載能力比普通導(dǎo)線大0.2～1.5m，若導(dǎo)線截面積小于等于300mm2，則比普通導(dǎo)線小0.5～2.3mm。在節(jié)能絞線的應(yīng)用過程中，若覆冰在15mm以內(nèi)，可以使用鋁合金芯鋁絞線或鋁合金導(dǎo)線代替普通導(dǎo)線，若覆冰超過15mm，則要進(jìn)行計算后再決定使用何種類型的導(dǎo)線。

三、節(jié)能效果分析

一般采用年費(fèi)用法對節(jié)能導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評價，按照不同的導(dǎo)線應(yīng)用方案，在某基準(zhǔn)年總費(fèi)用分布到線路運(yùn)行期中的各個年份，并將資金時間價值折算進(jìn)去，得出年費(fèi)用最低的線路方案就是經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)化的線路方案。還是以220kV輸電線路為例進(jìn)行分析，費(fèi)用成本主要包括線路施工的建設(shè)投資，以及線路運(yùn)行過程中的損耗費(fèi)用和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等。計算邊界條件采取下列設(shè)置方式：（1）使用年限40年，其中包括2年施工期，第一年投資60%，第二年投資40%；（2）最大負(fù)荷運(yùn)行小時數(shù)為5000h/年，電能損失為3200h/年；（3）電力回收率按8%、10%和12%三種進(jìn)行計算。

四、結(jié)語

綜上所述，節(jié)能型導(dǎo)線由于自身電阻較低，導(dǎo)電能力遠(yuǎn)高于普通導(dǎo)線，可以減少電力傳輸過程中的電力消耗。目前使用較為廣泛的節(jié)能導(dǎo)線包括新型鋼芯硬鋁導(dǎo)線、鋁合金導(dǎo)線和鋁合金芯鋁導(dǎo)線等。本文主要對三種節(jié)能導(dǎo)線的應(yīng)用及節(jié)能效果進(jìn)行了分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]席菲菲.簡析新型節(jié)能導(dǎo)線在輸電線路工程中的運(yùn)用[J].科技展望，2014，（22）：114.

[2]葉鴻聲.中強(qiáng)度全鋁合金導(dǎo)線在輸電線路中的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2010，（12）：1419.