浅析高压输电线路的导线选型论文_蔡有志

(福建鑫仁和电力发展有限公司 350001)

摘要:导线是架空线路的主体,担负着传输电能的作用,在 110kV 及以上架空送电线路中,导线在整个工程投资比例中所占的比例相对较高。为了贯彻国网公司“两型三新”的要求,本文通过对导线在同一气象条件、污秽等级、地形地貌下,主要从安全可靠性、环保性及可扩展性等方面,对各种导线的型式、截面进行分析对比和技术经济比较,最终确定了工程设计过程中的导线选择。

关键词:导线;工程投资;两型三新

一、前 言

福建省素有“八山一水一分田”的美称,即福建省内山多,地少,为了节约田地资源的使用,福建省内的新建 110 千伏及以上变电站基本往边缘地带建设,因此 110 千伏及以上送电线路基本应尽可能充分利用山地资源,以减少对福建省内稀少的田地资源的使用。

导线是架空线路的主体,担负着传输电能的作用。一方面,导线架设在电杆上面,经常承受自重及风、冰雪、雨和空气温度变化等的作用,同时还会受到周围空气所含化学物质的侵蚀;另一方面,不同的导线具有不同的价格和线损。因此,不仅要求导线有良好的电气性能、足够的机械强度、较强的抗腐蚀性能,还要求尽可能质轻而经济。

110kV 及以上架空送电线路中,导线在整个工程投资比例中所占的比例相对较高。因此,从工程途经地区的气象、地形地貌特征,综合分析导线的机械性能、电气性能和全寿命周期成本,在满足可靠性要求的前提下,合理的选择导线的材料、型号及结构型式,对节约导线全寿命周期成本有着重要的意义。本文主要针对拟福建省拟建的某条 110kV 线路的导线选型进行综合性比较论证。

导线选型的主要内容如下:——导线型号初选

——导线性能比较(导线机械、电气性能、抗腐蚀性能等比较)——导线全寿命周期成本(LCC)分析——导线选型结论

二、工程实例

1、基本条件

拟建的 110kV 线路,线路总长度约 28.35 公里,线路经过区域海拔高度在 1150 米以下,起伏较大,基本风速 Vmax=27.8m/s,覆冰厚度 C=5mm,全线按 c2 级污秽等级设计,泄漏比距为 25mm/kV(按标称电压计算)。

拟建的 110kV 变电站远期主变容量 3×31.5MVA,在 N-1 下负荷率 87%时一条线路所需承载经济输送容量为 82.215MVA,导线截面按经济电流密度计算选用 240mm2,经济输送容量44MVA,极限输送功率 116MVA(环境温度 25℃)。

2、导线选择

架空输电线路的导线种类很多,在网上已运行的有钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线、铝包钢铝合金绞线、耐热铝合金导线、复合芯导线、殷钢芯导线等。

根据本工程设计气象条件、沿线地形、地貌、工业区分布和污区情况,导线选型应满足如下具体要求:

(1)满足输送容量的要求。

(2)导线具有一定的抗覆冰能力。

(3)导线的防腐能力和耐振水平在允许的范围内。

(4)跨越高速公路、高压电力线路和经过居民区时,净空距离必须满足规程规范要求。

(5)分析满足以上基本要求的各种导线的寿命周期成本,推荐全寿命周期成本最小的作为本工程线路的导线型号。

根据各种导线的适用范围,经过初步计算分析,初选出三种能满足线路基本要求的导线:LGJX-240/30 钢芯稀土铝绞线、JL/LB20A-240/30 铝包钢芯铝绞线、JLHA1/LB1A-240/40

铝包钢芯铝合金绞线。三种导线的基本参数如下表:导线参数表

(3)导线防腐能力

普通钢芯铝绞线的内层铝单丝与镀锌钢丝直接接触,在外界水汽和污染浸渍下两种金属之间产生电位腐蚀,加速了钢芯的老化。而铝包钢芯铝绞线的钢丝被铝层包裹而不与铝股接触,避免了电腐蚀,且与空气中的水汽隔绝,进一步提高了抗腐能力,延长了导线使用寿命。

铝包钢芯比镀锌钢芯、稀土锌铝合金镀层钢芯的耐雾腐能力分别提高11倍、5.5倍,可见采用铝包钢芯对延长镀锌使用寿命有显著效果。

由此可见,LGJX-240/30导线的防腐能力较差,JL/LB20A-240/30和JLHA1/LB1A-240/40导线防腐能力较好。

(4)导电性能与载流量

导线的导电性能与铝钢比有直接的关系,铝钢比越高,导电性能越好。由参数表可知,LGJX-240/30和JL/LB20A-240/30的导电性能比较好。由于铝包钢芯铝绞线用包覆铝层的加强钢线取代了镀锌钢线,铝的总面积增加,导电率也会相应增加,电阻下降。

架空导线的载流量是受导线载流发热后的强度损失制约的。我国对架空线的允许温度定为70℃,新规范可允许到80℃。在环境温度40℃、线温60~80℃时,三种导线的载流量见表2.3.4。

表2.3.4 环境温度40℃、线温60~80℃导线载流量对照表

作者介绍:

蔡有志(1983.4.8),性别:男;籍贯:福建晋江;民族:汉;学历:本科;职称:工程师;

职务:输电线路设计工程师;研究方向:输电线路。

论文作者:蔡有志

论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期

论文发表时间:2018/4/27

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