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摘要：线损是供电量与售电量之差，是企业的一项重要技术经济指标，它直接影响着整个电力系统的经济效益。在实际工作中可采取多种方式降低线损，包括提高功率因素、选定负荷中心的最近位置、减少输配电层次以及按经济电流密度选择供电线路截面积。本文分析了导线截面的选择与经济效益。
关键词：导线截面；选择；经济效益；
合理选择导线截面, 就是必须对整个电网的负荷情况做出一个科学、合理、准确的分析, 从而找到选择导线截面的依据, 再运用导线截面选择的方法, 合理的选择导线截面。随着经济的迅速发展, 工农业用电量大幅度增加, 线路导线截面没有根据实际负荷更换, 原有导线截面过小已成为负荷增加的一个瓶颈。
一、概述
导线长期在野外运行，经常耐受风、冰等外荷载的作用，受气温的剧变和环境污染等的侵蚀，同时受国家资源和工程造价的限制。因此，导线的选择需要综合考虑线路的输送的负荷容量及负荷的增长情况、导线的生产及制造成本、气候环境的影响、架线施工、运行维护等多方面因素。导线在整个线路工程建设中占有的投资比例较高，约占整个工程投资的20%～25%，导线截面的合理选择直接影响导线的投资。因此，导线截面大小的选择对线路输送容量及有色金属的消耗起决定性作用。合理选择导线截面对降低工程造价、保证线路长期安全运行有着重要的意义。
二、导线截面的选择
1.导线截面选择的技术要求。导线的选择主要分为两部分内容：其一是导线的使用环境、敷设方式、型号及结构要求；其二是导线截面的选择。一是机械强度。敷设的导线要承受其自身重量、拉力以及风雪等外界环境的影响，使导线的内部产生一定应力，这需要导线具有一定的机械强度，因此，选用的导线截面不可过小。目前，架空线路在我国划分为三类，即：大于35KV的电网线路为Ⅰ类线路，1～35KV为Ⅱ类线路，小于1KV为Ⅲ类线路。二是电晕条件。如果高压输电线路的导线外径过小，其输配电过程中产生的电晕，将对会无线电、电能损耗量构成严重的影响，因此，导线外径应结合试验以及理论分析来确定。三是电压损耗。当电网输送功率一定时，如果导线截面越小，其电阻、电抗越大，电能损耗量也越多，同时，电网的调压工作也越发困难。所以，在考虑容许一定电压损耗的情况下，可根据电压损耗来确定导线的截面，尤其是在地区性电网的改造和建设而选择导线截面上非常重要。四是经济条件。导线截面的经济条件，即为按照经济电流密度的原则确定导线截面。当输送功率一定时，导线截面越小，其电能损耗越大，电网系统的运行费用也越高；如果选取较大的导线截面，其工程投资及维修费用则相对较高，增加了费用支出。所以，在选择电网导线时，要综合考虑影响经济效益的各方面因素，确定最经济的导线截面。
2.导线截面的选择方法。导线截面的选择方法有很多，但终归为两大类，即：估算法和计算法。
（1）估算法。估算法就是通过估算导线的载流量，而确定导线截面的一种规律与经验结合的方法。估算法的关键是根据我国标称截面的载流量，找出截面和载流量的倍数关系，再根据不同的条件配以修正系数，编制并记忆这些口诀。其后，再对导线的使用环境温度、材料及敷设方法的修正：外部环境温度指的是年平均最高温度，室内环境温度为最热月平均最高温度加5℃，土中直埋电缆，取最热月地表下0.8～1m处的平均温度。由于温度对导线载流量的影响有限，所以，一般只对某些大于25℃的较热地区或车间等做修正。
（2）计算法计算法选择导线截面主要有三种，即：按发热条件选择、按电压损耗选择和按经济电流密度选择。一是按发热条件确定导线的截面。这种方法主要是根据电流通过导线时，会引起导线温度升高的原理。由于不同材料的导线，其熔量（允许载流量）。安全载流量指的是在规定的环境温度与敷设情况下，导线能够连续承受的最大电流所引起的温度。再根据导线的安全载流量，选择导线的截面。二是按电压损耗确定导线的截面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆负荷电流在通过导线时，会出现电压损耗，其损耗量为导线首末端的电压代数差值，再与线路的额定电压比值，被称为电压的变化范围。
（3）按经济电流密度确定导线的截面。导线的单位截面内电流量称为电流密度。而经济电流密度，则是指在最低年线路运行费用时，所对应的电流密度。经济电流密度值的大小，与导线的材料及年最大负荷的利用时间相关，其值可通过查表取得。而零线选择则应按照：一是单相供电线路，零线与相线的截面相同；二是三相四线制线路，零线的截面应大于相线截面的1/2。
三、经济效益分析
由经济电流密度可以确定用于线路改造的导线型号可以为LGJ-120和LGJ-150，改造方案如下：方案一：用LGJ-120替换原线路中长度为30km的LGJ-95，使整个线路全为LGJ-120。方案二：用LGJ-150替换原线路中长度为30km的LGJ-95，使线路中30km为LGJ-150，20km为LGJ-120。方案三：用LGJ-150替换全长50km的所有线路，从而使整个线路全为LGJ-150。下面针对以上三种方案分析、对比其经济效益。
1.导线成本计算。LGJ-95导线的重量为401kg/km，LGJ-120导线的重量为495kg/km，LGJ-150导线的重量为598kg/km。价格均为14元/kg。下面分别对三种方案进行成本预算。方案一：更新导线的成本=495×30×14=207900（元）方案二：更新导线的成本=598×30×14=251160（元）方案三：更新导线的成本=598×50×14=418600（元）
2.节约能耗计算。线路中的能耗损失主要是导线截面的电能损失，即线损。其理论计算方法一般采用最大功率损耗时间法，其计算公式为： ，式中：ΔA—理论电能损耗，km•h；Imax—导线最大负荷电流，R0—导线电阻率，Ω/km；L—线路长度m；τ—最大负荷损耗小时数，下面分别计算三种方案每年的电能损耗。方案一1309727元、方案二1135097元、方案三1018677元、原线路电能损耗：1484358元，
3.按照国家规定，当地电价为阶梯电价，月用电量50度以内，电价为0.538元/度；51~200度之间的用电量，电价上调为0.568元/度；超过200度的用电量，电价为0.638元/度。按照当地三种用户的比例确定其平均电价为0.55元/度。下面针对三种方案分别分析其经济效益。各方案每年节约能耗的经济值计算如下：每年节约能耗的经济值=0.55×（原线路电路损耗-各方案电路损耗）如果采用方案一，计算得每年节约96047元。同理方案二、三每年分别节约192093元和256124元。而各方案的成本投入分别为207900元、251160元和418600元。各方案收回成本所需时间计算公式如下：收回成本所需时间=成本/每年节约能耗的经济值通过计算，虽然从成本收回时间上看方案二是最优的，但在收回成本后，线路的电能损耗则是针对经济效益需要考虑的主要问题。方案三虽比方案二多花6个月收回成本，但在方案投入使用2年后，方案三比方案二每年节约64031元，如果考虑线路的运行时间为10年，则在2年收回成本后，方案三比方案二在后8年时间内共节约64031×8=512248元。故综上所述，选择方案三。
导线截面的选择是一个非常重要的环节，其截面的大小，决定着系统的输送容量，也决定着有色金属的消耗量。当选用较小的导线截面时，工程建设的投资额降低，但在系统运行过程中，线路损耗量却变大；如果选用较大的导线截面，线路损耗量减少，但工程投资额却增加。因此，考虑到既降低工程投资又节省能源的原则，导线截面的选择应将理论推算与实际经验相互结合，保证导线选用的科学性与合理性。
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论文作者:杨钢1,田桂荣2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：导线论文; 截面论文; 线路论文; 方案论文; 电流论文; 成本论文; 经济论文; 《电力设备》2017年第27期论文;