（1.国网新疆电力公司经济技术研究院 新疆乌鲁木齐 830000;2. 华东电力设计院 上海 200000）
摘要：本文主要介绍一种新型JGQNRLH55X2K-700四分裂导线在新疆五彩湾750kV变电站中的应用，通过对新型导线选型和新型导线应用后对比两方面的分析，验证了新型导线在750kV变电站中具有良好的实用性，并达到了抑制电晕，节能降噪的目的。
关键词：750kV变电站；JGQNRLH55X2K-700导线；四分裂；
1、概述
超高压变电站厂界噪声满足国家相关环境标准的要求是输变电工程设计的一个基本条件，变电站可听噪声的控制是工程设计的重要控制内容。目前新疆已建成的750kV变电站站内母线一般使用JLHN58K-1600双分裂导线。该类型导线在750kV电压等级下雨天的起晕电压较低，裕度小，部分变电站由于施工、安装金具等种种微小偏差造成站内导线起晕严重，噪声过大。为了从导线选型上减小这种噪声，我们依托新疆五彩湾750kV变电站开发应用四分裂导线技术，在抑制电晕、降低噪声、节省工程投资等方面都取得了一定效果。
2、新型导线的选型
变电站导体结构型式的选择首先要考虑导体载流量、热稳定、机械特性以及经济性等方面的影响，但对于750kV变电站导线，其运行电压很高，导体表面场强很大，电晕放电产生的环境影响问题更加突出，尤其是可听噪声、无线电干扰及静电感应问题。因此，在750kV变电站的设计中，开展导线选择的研究，使导线型式在满足电气性能和机械特性要求的前提下，尽可能地降低对环境的影响就十分必要。
新疆五彩湾750kV变电站站址海拔约510m，为了在五彩湾750kV变电站中选用更为合适的导线，我们选取了6种不同规格的导线，在导体载流量、导线拉力、导线表面场强、无线电干扰、可听噪声及经济性等方面进行计算比较，优选适合750kV变电站的导线型号及形式。
2.1 导线基本参数及设计基本要求
五彩湾750kV变电站的基本条件及对750kV导线的基本要求如下。
导体长期允许载流量：≧6000A
短路电流水平：63kA
海拔高度：500 m
环境温度
(1) 最热月平均气温：40℃
(2) 最热月14时平均气温：45℃
(3) 最冷月平均气温：-30℃
(4) 最大日温差：30K
月平均最高相对湿度： 90 %(25℃下)
日照强度： 0.11W/cm2(风速0.5m/s)
风速：离地10m高，50年一遇10min平均最大风速33m/s。
覆冰厚度：10mm。
2.2 技术性比较
导体载流量、电晕临界电压、无线电干扰和可听噪声是衡量导线是否合适的重要指标，根据实践比较，四分裂软导线JGQNRLH55X2K-700在导体载流量、电晕临界电压、无线电干扰和可听噪声等方面参数均最好，可作为备选导线型号。
针对在五彩湾750kV变电站中的应用，选取了一个跨度100.5m、挂点高度41.5m的高跨线，对四分裂软导线JGQNRLH55X2K-700和目前常用的双分裂软导线JLHN58K-1600进行张力比较。
通过计算，4×JGQNRLH55X2K-700导线次档距取10m，配2×44×(XSP-300)绝缘子串，对构架短时受力要求为13t，长时受力要求为10t；2×JLHN58K-1600导线次档距取4m，配2×44×(XSP-300)绝缘子串，对构架短时受力要求为15t，长时受力要求为11t。可见，采用新型JGQNRLH55X2K-700四导线可降低相应的构架受力。
2.3 经济性比较
结合上节中的技术性比较，针对在五彩湾750kV变电站中的应用，对采用四分裂软导线JGQNRLH55X2K-700和采用双分裂软导线JLHN58K-1600进行工程投资比较，比较结果如下表。
由比较结果可知，采用4×JGQNRLH55X2K-700导线较采用2×JLHN58K-1600导线相比可节省投资约4.2%。
3、新型导线的研制
目前国内750kV变电站使用的JLHN58K-1600扩径母线结构成熟，本次在五彩湾750kV变电站中使用的新型JGQNRLH55X2K-700导线产品设计基本沿用JLHN58K-1600扩径母线的设计结构，即采用轧纹铝管作为支撑,外层导体采用耐热铝合金线材。
根据导线的选型结果，导体截面采用700平方毫米，外层铝线采用单层绞合结构。JLHN58K-1600扩径母线采用的是多层绞合结构，考虑到新型导线单层结构的稳定性，本次新型JGQNRLH55X2K-700导线选择“Z”异形单线绞制。该种结构既可以保证结构设计满足工程需要，又可以改善母线表面质量，提高导线的起晕电压。
另外，该母线最大设计使用跨距为100米，拉断力要求≥100kN。按照载流量设计选择的铝截面在700平方毫米，采用常规的AT1耐热铝合金不能保证母线的总体拉断力，所以该新型导线选择AT2耐热合金。目前，AT2合金的工艺技术已非常成熟，该合金导电率为55%IACS、长期工作温度为150℃、抗拉强度为225-248MPa。
4、节能效益估算
参照《电力工程高压送电线路设计手册》，五彩湾变电站4×JGQNRLH55XK-700导线（外径51mm，分裂间距450mm）与常规2×JLHN58K-1600导线（外径70mm，分裂间距400mm）电晕损失计算如下：
1、正序电容
C1=0.02413×10-6/（ 
），
相间导线的几何均距离：dm= 
，其中d1、d2、d3分别为三相导线间距
双分裂相导线的自几何均距：Rm= 
，其中r为导线半径，d为分裂间距
四分裂相导线的自几何均距：Rm= 
经计算，对于4×JGQNRLH55XK-700导线，C1=12.56×10-9pF，对于2×JLHN58K-1600导线，C1=11.455×10-9pF。
2、导线表面电场强度
Em=0.00147C1U/r
经计算，对于4×JGQNRLH55XK-700导线，Em=2.35MV/m，对于2×JLHN58K-1600导线，Em=3.12MV/m
3、导线临界电场强度
Em0=2.4846（1+0.3/
）
经计算，对于4×JGQNRLH55XK-700导线，Em0=2.395MV/m，对于2×JLHN58K-1600导线，Em0=2.88MV/m。场强的比值分别为0.8和1.08。
4、电晕损失
P=kn2r2，其中k为电晕损失计算系数，n为导线分裂数。
根据函数曲线，场强的比值0.8和1.08对应的计算系数分别为0.1和1.7。
经计算，对于4×JGQNRLH55XK-700导线，P=10.4W/m，
对于2×JLHN58K-1600导线，P=83.3W/m。
可以看出，采用4×JGQNRLH55XK-700导线较采用2×JLHN58K-1600导线，单位长度耗能降低87.5%。按照五彩湾传输电量估算：(83.3-10.4)×5000=364.5kW,年节约电量估算：364.5×24×365=319万千万时。按照同等规模9站计算，年电量节约近2871万千瓦时，50年设计寿命计算节约费用近7亿元。
5、小结
五彩湾750千伏变电站工程于2014年12月投运至今，750kV导线在晴天和雨天未见导线电晕放电现象，与已建成的乌北750千伏变站进行噪声对比测试，电晕噪声平均下降8dB，极大改善了运行人员的工作环境，降低了工程基建投资费用，并且理论电晕损耗下降显著，复合国家环保节能政策。
论文作者:黄耀德, 李晶, 李佳伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/21
标签：导线论文; 变电站论文; 电晕论文; 噪声论文; 母线论文; 导体论文; 四分论文; 《电力设备》2016年第2期论文;