关键词：经济电流密度 导线截面 选择 输电线路 运行效益 分析
随着我国电网改造工程的不断推进，针对电网改造中输电线路设计的有关问题进行研究，以促进国家电网改造的进一步发展和提升，具有十分积极的作用和意义。值得注意的是，导线截面选择作为输电线路设计中的重要内容之一，其选择合理性不仅直接影响着输电线路设计的经济性与节能性效益，而且对整个电网建设以及电力事业发展也存在一定的作用和影响。当前，在输电线路设计中，对导线截面选择按照经济电流密度进行合理验算确定是其主要的技术措施之一，但是，由于按照该技术措施进行实际设计计算与经济性验证对比中，存在按照该技术方案所选择的导线截面偏大问题，仍需要进一步改进和优化。因此，本文将通过对输电线路设计中的导线截面选择方法分析，并结合基于经济电流选择导线截面中存在的问题，对其优化措施进行研究，以供参考。
1、输电线路设计中的导线截面选择方法
当前，在输电线路设计中，进行导线截面选择的方法主要包括以下几种，即按照发热条件进行导线截面选择与按照机械强度进行导线截面选择、按允许电压损失进行导线截面选择、按照经济电流密度进行导线截面选择等，并且采用上述几种方法进行导线截面选择中，是以其计算结果中截面最大的一个值作为输电线路中导线最终选择依据，以确保其符合各项要求和规定，对输电线路的安全、稳定运行进行支持。
其中，按照发热条件进行导线截面选择是根据导线中有电流通过时会因导线自身的电阻与电流热效应等因素影响，使导线出现发热与温度升高变化，因此，为避免导线发热及温度升高不对其绝缘层造成损坏，需要针对不同材料及绝缘性能的相同截面导线，对其允许电流值进行合理限定，其中，对该允许电流值也被称为是安全截流量。在输电线线路设计中，按照发热条件进行导线截面选择时，则需要从上述情况对导线截面的合理选择进行分析及确定。
其次，按照机械强度进行导线截面选择的方法，是根据导线敷设过程中需要对一定的拉力及电线自身重量等进行承担，导致其导线内部会形成一定的应力作用，一旦其应力作用不平衡就会出现导线断裂等，对其输电线路的安全稳定运行造成不利影响，针对这种情况，在输电线路设计中，针对室内以及室外的导线选择及其截面设计都需要针对其机械强度提出一定的要求，而根据该要求所选择的导线截面，即能够满足相应的输电线路运行和使用质量要求，进而确保电网安全稳定供电运行。
按照电压损耗进行导线截面选择中，由于导线中存在电流经过时，其导线本身的电阻以及电感等因素会导致线路电压出现降落变化，而该线路电压的损失情况和导线的材料、截面、长度、线路中的电压等均存在较为密切的关系，因此，为确保输电线路及有关电力设备的正常运行，就需要根据其允许电压损失公式对输电线路中的导线截面等进行计算确定。
此外，按照经济电流密度进行导线截面选择的方法，是根据输电线路设计中，对高压以及存在特大电流的低压线路设计，需要按照其经济电流密度规定标准进行导线及电缆截面选择，以确保输电线路的运行成本最低，实现电能及有关资源成本节约等。其中，根据上述经济电流密度进行选择的导线截面，在实际设计中也被称为是经济截面，对该截面选择方法中的有关原则和要求，也可以称为是输电线路年运行费用支出为最小的原则要求。需要注意的是，按照该方法进行输电线线路的导线截面选择时，对建筑园区内线路较短的10kv及以下高压输电线路与母线截面选择，不能按照该方法进行选择和应用。
2、基于经济电流密度选择导线截面的问题分析
根据上述对输电线路设计中的导线截面选择方法分析，其中，在按照经济电流密度进行导线截面选择和应用中，结合实际设计和应用情况，由于该方法所选取的导线截面，在对其经济性进行对比验证中存在所选取导线截面偏大问题，对该导线截面下的输电线路设计经济性存在较大的不利影响。针对这一情况，对其原因分析发现，由于当前按照经济电流密度进行导线截面选择时，对经济电流密度值是以查表或查图方式进行获取，而其图表中所给出的经济电流密度值为多年前制定的数值，随着我国社会经济的不断发展以及国家电网结构与运行情况的不断变化，导致原有的数值与当前的实际情况存在一定的不符情况，从而该数值计算获取的截面结果进行验证时会存在误差情况。此外，我国有关部门在进行输电线路经济电流密度值计算和制定中，是根据电网年运行费用接近最小原则进行的，但是在对该数值下的导线截面计算结果及其经济性验证中，则是按照抵偿年限法根据电网年费用小为优进行计算分析的，因此，导致不同原则标准下的结果验证必然存在一定的误差。
3、优化措施
针对上述基于经济电流密度进行导线截面选择中存在的问题及其原因，为确保该方法下的导线截面选择合理，不仅能够对输电线路设计的经济性与节约性要求进行满足，同时还能够对电网稳定、可靠运行进行支持，就需要在实际计算与设计中，如果国家有关部门未进行新的经济电流密度值制定前，还需要按照原有的数值对导线截面进行计算，在获取相应的经济截面值后，将其作为参考数值，然后按照小于或者是接近于该经济截面值的的原则顺序进行2到3种相近的导线标称截面数值选择，那么，对满足该条件所选取的导线截面值，对其经济性进行代入验证，以实现最为经济合理的导线截面方案获取，在该方案基础上，通过和电压等级不同等其他方案的经济性进行对比，以实现最终的导线截面方案确定，从而确保所选择的导线截面，在输电线路设计和应用中能够取得最高的经济性。
此外，受当前的社会主义市场经济环境影响，追求投资效益的最大化逐渐成为电力企业建设与发展中所达成的共识，在这种情况下，进行输电线路设计中，对导线截面的选择也需要从投资利润率方面对其选择进行对比和考虑，而不是仅以电网年运行费用最低作为选择标准。因此，按照该要求和标准，在实际计算和选择中，就需要按照年平均费用最低的原则进行导线截面选择和分析，或者是将其作为导线截面选择方案的经济合理性评价与验算标准进行合理控制。即在假设输电线线路年费用为Z，并且其费用包含输电线路设计方案年运行费用（F）和输电线路一次投资转化成年平均投资的费用共两个构成项目，对其关系可以通过下列公式（1）进行表示，该公式中表示输电线路的投资总数额，则表示标准经济效益系数，对该系数可通过公式进行计算获取，其中，表示线路使用年限，为投资利润率。
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根据上述方法在进行几种导线截面选择方案获取后，通过上述公式（1）即能够对各方案的年费用进行计算确定，然后年费用最小的方案即最具有经济性。此外，根据上述公式（1）进行下式（3）中的标准抵偿年限推导计算后，根据抵偿年限法对其各方案经济性进行对比验证时，对抵偿年限低于的情况下，以投资较大的方案为最具经济性方案，反之，则以投资较小的为经济性最大方案。
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4、结束语
总之，对基于经济电流密度选择导线截面的问题及优化措施进行研究，有利于促进其在导线截面选择中合理应用，从而促进导线截面选择的合理性与经济性提升，确保电网安全、稳定供电运行。
参考文献
[1]凌健.电力线路特点与导线截面的选择[J].集成电路应用,2019,36(11):38-39.
[2]韦勇岚.研究电力线路结构及导线的截面选择[J].通讯世界,2019,26(07):271-272.
论文作者:章朝星
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第3期
论文发表时间:2020/4/14
标签：截面论文; 导线论文; 线路论文; 经济论文; 电流论文; 密度论文; 对其论文; 《城镇建设》2020年第3期论文;