紅和升壓站輸出線路線材的確定校核

于賀龍 張艷如

(1.四川省能投鹽邊新能源開發有限公司，四川 攀枝花 617000； 2.中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610000)

紅和升壓站輸出線路線材的確定校核

于賀龍1張艷如2

(1.四川省能投鹽邊新能源開發有限公司，四川 攀枝花 617000； 2.中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610000)

從理論和實際應用的角度出發，探討了風電場輸出線路導線材料選擇、導線截面計算、導線型號選擇、導線截面校驗等過程，并通過實例說明了輸出線路電壓等級及導線材料確定的理論依據。

輸出線路，導線，電壓等級，線材

1 項目概況

鹽邊縣紅格大面山風電場位于攀枝花市鹽邊縣雅礱江左岸大面山區域，距鹽邊縣城直線距離約18 km，距攀枝花市直線距離約19 km。區域內為山地地形，海拔在1 415 m～1 620 m。場地表現為南部山脊相對寬闊，北部山脊狹窄，整體地形相對開闊，地表植被以草地和灌木為主。根據現場實際情況及近兩年的測風情況，規劃了風電總裝機近19萬kW，等效小時數為2 091 h。電能由新建的紅和升壓站升壓匯集后，通過輸出線路送至桐梓林鎮的安寧變電站4號間隔送入國家電網。線路長度約為20 km。在進行可行性研究時建設單位提出輸出線路的電壓等級是220 kV方案，并從理論上提供依據。

2 導線材料選擇

在我國電力系統中，把標稱電壓1 kV及以下的交流電壓等級定義為低壓，把標稱電壓1 kV～330 kV以下的交流電壓等級定義為高壓，把標稱電壓330 kV～1 000 kV以下的交流電壓等級定義為超高壓，把標稱電壓1 000 kV及以上的交流電壓等級定義為特高壓，把標稱電壓±800 kV以下的直流電壓等級定義為高壓直流，把標稱電壓±800 kV及以上的直流電壓等級定義為特高壓直流。通常還有一個“中壓”的名稱，美國電氣和電子工程師協會(IEEE)的標準文件中把2.4 kV～69 kV的電壓等級稱為中壓，我國國家電網公司(SG)的規范性文件中把1 kV以上至20 kV的電壓等級稱為中壓。

由此可知，220 kV輸電線路屬于高壓輸電線路。

在高壓輸電線路中，導線在工程投資中所占的比例較大，因而合理地選擇導線對降低工程投資及安全運行意義重大。

目前國內送電線路采用較普遍的導線主要有鋼芯鋁絞線、鋼芯鋁合金絞線、鋁包鋼芯鋁絞線三種。鋼芯鋁絞線為最普遍電線，在行業內有豐富的加工、施工及運行經驗，在國內各電壓等級線路使用最為廣泛，執行標準為GB 1179—83；鋼芯鋁合金絞線采用加入稀有金屬的鋁合金線絞制而成，抗拉強度大，較適合于重冰區，可大大降低弧垂，減少電氣事故，其執行標準為GB 9329—88，但單位價格較鋼芯鋁絞線高約30%；鋁包鋼芯鋁絞線的鋼芯采用高強度鋼絲包鋁制成，鋁鋼截面比較大，單位電阻較普通鋼芯鋁絞線小約5%，自重相對較小，計算拉斷力略大于普通鋼芯鋁絞線，防腐性能好，單價較普通鋼芯鋁絞線略高，執行標準為YB/T 124—1997。

綜上所述，因本工程中線路處于空氣中度污染地區，且相對價格最低的為普通鋼芯鋁絞線，參照本地區其他的輸電線路，最終確定全線導線采用普通鋼芯鋁絞線。

3 導線截面計算

紅和升壓站主變容量為2×100 MVA，按照最大輸送容量考慮：

經濟電流密度選擇導線截面的計算公式如下：

S=P/(√3UJcosφ)。

其中，S為導線截面面積，mm2；P為線路輸送容量(kW，有功功率)；U為線路額定電壓，取220 kV；J為經濟電流密度，取1.65 A/mm2；cosφ為功率因數，0.98，經計算所需導線截面面積S=324.97 mm2。

4 導線型號選擇

根據經濟電流密度選擇導線截面。

220 kV鋼芯鋁絞線：LGJ-350。

因本工程中線路處于空氣中度污染地區，輸電線路局部跨度較大，輸送距離較長，建設單位為以防萬一，選定結果如下：220 kV鋼芯鋁絞線：LGJ-450，本工程選用LGJ-450的鋼芯鋁絞線，其截面面積為450 mm2，滿足要求。

5 導線截面的校驗

1)驗算導線最大電流：本工程中最大負荷情況下最大電流：

IMAX=PMax/(√3Ucosφ)。

其中，PMax為線路輸送最大容量(kW，有功功率);U為線路額定電壓，取220 kV;cosφ為功率因數，0.98。

經計算所需線路最大電流IMAX=524.9 A，而LGJ-450的鋼芯鋁絞線在工作溫度70 ℃，環境溫度25 ℃時導線允許電流為830 A,環境溫度40 ℃時導線允許電流為640 A，大于線路最大工作電流(524.9 A)，可以使用。

2)驗算其線路電壓降：在不考慮線路電壓損耗的橫向分量時，線路允許的電壓損耗百分比可按下式計算：

其中，δ為線路允許的電壓損耗百分比；Pm為線路輸送的最大功率，MW；Ue為線路額定電壓，220kV；L為線路長度，m；R為單位長度導線電阻，Ω/m；X0為單位長度線路電抗，Ω/m；tgφ為負荷功率因數角的正切。按上式計算得δ=1.26%，小于允許電壓降10%，滿足允許電壓損失要求。

3)按照電暈條件校驗：海拔為1 190～1 600之間，導線直徑：27.63mm，大于24.8mm，按照有關規程規定可不必驗算其電暈。

4)按照導線機械強度校驗：導線截面面積451.55mm2，大于25mm2，按照有關規程規定可不必驗算其機械強度。

6 結語

通過以上導線材料選擇導線截面計算，導線型號選擇，導線截面校驗等過程，從理論上對輸出線路各個參數確定提供依據。目前該項目已經投產發電，各項指標均在控制范圍，運行良好。

On identification of materials for outlet lines at Honghe booster station

Yu Helong1Zhang Yanru2

(1.YanbianNewResourcesDevelopmentCo.,Ltd,SichuanEnergyInvestmentGroup,Panzhihua617000,China; 2.SinohydroBureau5Co.,Ltd,Chengdu610000,China)

From the theoretic and practical aspects, the paper explores the selection for the outlet line materials, calculation of conductor cross-sections, selection for conductor types and cross-section inspection at wind power stations, an indicates the voltage classes of the outlet lines and the theoretic reference for the identification of the conductor materials.

outlet line, conductor, voltage class, line materials

1009-6825(2015)30-0123-02

2015-08-18

于賀龍(1979- )，男，工程師； 張艷如(1982- )，女，高級工程師

TU990.3

A