淺談新型節能導線在高壓輸電線路設計中的選型

青海省西寧市 青海 西寧 810000

引言

為積極響應國家節能減排的號召，電力企業加大了對節能、降耗、環保等新設備、新材料在電力系統中的應用，以期能夠降低電力系統的資源能耗，促進電能生產效率和利用效率。導線是輸電線路設計中的重要環節，導線的電氣性能、機械特性及線路造價等關系到整個輸電線路的運行效率和電能的利用效率，所以在進行高壓輸電線路設計時，應結合新型節能導線的自身特性和運行成本進行綜合分析，以期選出最佳的導線類型，促進高壓輸電線路全面發展[1]。

1 導線選型研究

經過長期的實踐研究和發展，導線的類型和制造技術也變得更加多樣化，因此在高壓輸電線路設計導線選型時，要結合電力系統規劃設計要求，在滿足系統使用標準的基礎上，綜合考慮導線的材料、物理特性、技術指標以及功能特性等是否滿足輸電線路技術及使用要求，以此確定可使用的導線類型。然后對可用的導線類型進行比較分析，盡可能的選用增容、降耗且噪音低的導線，以此來不斷提升輸電線路運行效率，確保電力企業最大化的收益。如果所選擇的導線類型不合理或與高壓輸電線路技術性能不匹配，勢必會降低整個電路的輸送效率和輸送質量。在對導線方案進行比較分析時，可從導線運行時的噪聲大小、無線電干擾、弧垂馳度、冰（風）過載能力、工程投資和年費用等多個方面對不同的導線方案進行綜合比較，從而選擇出性能最優、經濟最佳的導線方案。

2 新型節能導線方案在高壓輸電線路中的選型比較分析

2.1 導線電氣性能比較

導線的電氣性能主要是針對導線的表面場強、抗干擾能力、運行損耗及事故狀態下的最大載流量進行分析，通過對多種導線方案的這些基本屬性進行分析比較，從中選出容量大、損耗小、無線電干擾及可聽噪聲水平均在限值以內的導線方案。具體分析方式如下：第一，導線最大容量的分析。基于影響導線過載流量的影響因素分析，將其放置于合適的溫度以下，從而保證導線經過長期的運行后，不會因外界溫度干擾而影響其正常使用壽命。對鋼芯鋁絞線以及鋼芯鋁合金絞線分別采取超出其正常溫度承受界限，（其正常溫度范圍為70℃-80℃），此時導線的綜合性能明顯下降。根據相關行業規定，高壓輸電線路在必要情況下可采用80℃的溫度，通過對比不同導線的輸送功率，發現在載流量及極限輸送功率相同的情況下，普通導線不存在顯著差異，而節能導線在這方面的性能體現出優于其他導線的優勢。第二，交流電阻損失的分析。將不同的導線類型應用于同一高壓輸電線路，對不同的導線方案進行損耗計算得知，新型節能導線的電能損耗要明顯低于普通普通鋼芯鋁絞線，節能效果更加顯著[2]。

2.2 導線機械特性比較

導線機械性比較分析要綜合考慮導線弧垂與桿塔的重量，由于導線的弧垂性與拉斷力、導線自重以及鋁鋼截面比等具有直接關系，將不同的導線方案放置于相同的風速條件下，三種節能導線與普通鋼芯鋁絞線相比所承受的風力荷載沒有顯著差異。鋁合金芯鋁絞線、中強度全鋁合金絞線與普通鋼芯鋁絞線相比，此兩種新型節能導線的單位長度質量相較于普通導線要輕，導線垂直荷載更小，通過計算分析得知由于導線自重造成的桿塔外部荷載將明顯小于普通導線，從而降低了塔材消耗及工程量，節省了投資費用。而中強度全鋁合金絞線弧垂特性較佳，其良好的弧垂特性可有效降低桿塔的使用高度，從而進一步發揮出新型導線優于普通導線的節能效果。高導電率鋼芯鋁絞線結構與普通鋼芯鋁絞線大致相同，所以具有相似的機械特性，在實際應用時完全可以替代普通鋼芯鋁絞線，并且其技術參數、功能特性符合國家電網公司通用設計桿塔設計要求。

2.3 經濟性比較

年費用法可實現對工程經濟性的綜合評價 該方法法是將不同的導線方案按照資金的時間價值折算到某基準年的總費用，進而將總費用平均分攤到工程運行期的所有年份中。經過費用分攤后，將年費用低的導線方案確定為最具經濟價值的方案，以此來評價該工程的合理性和經濟性。以某高壓輸電線路工程為例對不同導線方案進行年費用計算，①經濟使用年限為50年，施工期限以2年為期進行計算，第一年投資為工程總費用的60%，第二年為40%。②電網的年最大負荷小時數分別按2200小時和3750小時計算。③設備運行維護費率為1.4%。④工程回收率按工程投資的8%。⑤電價按0.4元/kw·h。通過不同的導線方案年費用計算分析得知，費用最低的為 4×JL/LHA1-465/210鋁合金芯鋁絞線，隨著輸送容量的增加，新型節能導線的節能效果、年費用所體現出的效果要明顯優于普通導線[3]。

3 結束語

通過對新型節能導線的電氣特性、機械特性、生產制造及年費用等多方面的對比分析，相比傳統制造工藝的導線，新型節能導線無論是運行效率、輸送質量還是節能方面都具有明顯的優勢，并且具有較強的適用性。在輸電線路具體應用時，結合線路實際情況進行合理配置后，由于其自身較強的耐腐蝕性和損耗低的特點，其導線制造成本可在短期內收回，符合電力企業可持續發展要求。