节能导线在高压输电线路设计中的应用

2020-11-26王海滨

商品与质量 2020年25期

王海滨

山东泉舜工程设计监理有限公司山东淄博 255000

1 科学选择导线类型

在选用导线时，主要可以选用以下几种新型导线。对这些导线进行比较，要选择性价比高的导线。主要有6种新型导线：普通钢芯铝绞线、钢芯高导电率铝绞、钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯高导铝绞线、铝合金芯高导铝绞线和中强度铝合金绞线。通过对这几种导线方案的比较分析，要选用最佳的导线。

2 导线电气性能

首先应当先行比较导线所具有的载流量，以确保载流量能够具备对事故运行的最大承受效果，所以线路系统的承载性能对于交流输电线路具有重要影响，甚至会影响线路最大容量，还会对导线过载流量产生干扰和影响的因素比较复杂，日常最为常见的影响因素便是天气条件。因此，在进行导线技术参数的核算中，要着重考虑导线对现实温度的适应性，为导线的长期使用做好充分的考量，尤其对于耐热性较差的导线来说，更加需要做好温度的匹配，避免对导线造成严重损害，致使导线无法更好长期稳定使用。钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线的材料类型，其耐热度一般在70～80℃的范围内，如果超过这个温度标准，导线的性能以及稳定性就会容易出现故障和隐患。在部分行业的技术规范中，在必要的情况下可以将温度调整至80℃。通过对各类导线所具备的输送功率进行计算后可以确定，不同种类的导线的载流量、极限输送功率等方面都会有所不同，但是总体来看其差异不大。而这最终节能导线的表现更为优异。其次，为了更好就交流电阻的电流损失进行计算，需要在进行电阻热损计算过程中做好以下几个因素的综合考量，即功率的热损耗、单回路中每根导线的额定工作电流、分裂根数、导线交流电阻等。借助公式可以就铝合金芯高导电率绞线进行计算，同时与中强度铝合金绞线的计算，以及钢芯高导电率铝绞线的计算，则可以就导线中的节能效果予以评定。导线中的输送功率越大，那么导线中的节能效果也就更为显著[1]。

3 机械特性

在对各类导线的机械效果进行比较时，应该充分考虑杆塔与导线弧垂的重量。这就要分析导线的弧垂性，确保其性能良好。为了准确掌握导线的机械特性，要考虑其弧垂、荷载、风偏角、过载能力等。从弧垂特性来看，最好的是中强度全铝合金绞线JLHA3-675，其余的导线弧垂特性大致相当。从水平荷载来看，基本相当，但垂直荷载较小的是铝合金芯铝绞线、中强度全铝合金绞线。顺线张力最小的是铝合金芯铝绞线[2]。

4 线路造价

由于不同种类导线所具有的重量和价格存在一定的差异，规格为JL1/LHA1-465/210的铝合金芯铝绞线和规格为JL/G1A-630/45钢芯铝绞线的价格基本相同，而规格为JL4/G1A-630/45高导电率钢芯铝绞线的市场价格当属最高，而处于中等价格水平的线路导线主要有：规格型号为JL3/G1A-630/45的高导电率钢芯铝绞线、规格型号为JL3/LHA1-465/210的铝合金芯高导铝绞线以及规格型号为JLHA3-675的中强度全铝合金绞线。对直线塔在运行中所产生的耗钢量造成影响的主要因素包括：导线所具备的荷载、横担长度及导线弧垂。结合对10mm冰区不同导线结构综合分析，了解到钢芯高导电率铝绞线与钢芯铝绞线两者所具备的机械特性大致相似，所以产生的耗钢量也基本一致；此两者的导线张力、导线风偏角、垂直荷载等因素基本相同，这也让两者相比较其他导线来说耗钢量更大。从节能方面进行分析，以铝合金芯高导铝绞线JL1/LHA1-465/210的效果表现最为优秀，以普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45的节能效果表现相对较差。从投资成本的角度考虑，需要投入的资金从高到低的排序依次为钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-630/45、中强度铝合金绞线JLHA3-675、铝合金芯高导铝绞线JL1/LHA1-465/210、钢芯高导电率铝绞线JL3/G1A-630/45、普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45。

铝合金芯高导铝绞线回收成本一般需要2～3年。而中强度铝合金绞线的成本回收要3.9年，钢芯高导电率铝绞线的成本回收要6.5年，钢芯高导电率铝绞线的成本回收要7.7年。在进行线路设计过程中，从最小年费用角度，要充分考虑以下多种因素：①按40年的经济使用年限来算，以2年为施工期，第一年投资占60%，第二年的投资占40%。②年最大损耗小时数为3200h。③维护设备运行费用的费率为1.4%。④电力工程回收率占投资的8%。⑤按照0.387元/kWh的依照上网电价计算。由计算得知，各种不同类型导线的年费用从低到高依次为：钢芯高导电率铝绞线、钢芯铝绞线、钢芯高导电率铝绞线、中强度铝合金绞线、铝合金芯高导铝绞线（JL3/LHA1-465/210）、铝合金芯高导铝绞线（JL1/LHA1-465/210）[3]。