輸電線路導(dǎo)線截面選擇探析

摘要：架空輸電線路導(dǎo)線在整個(gè)線路工程建設(shè)中占有的投資比例較高，導(dǎo)線截面的合理選擇直接影響工程的投資。因此，架空輸電線路導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)從其電氣性能和經(jīng)濟(jì)性能兩方面考慮，一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面并進(jìn)行必要的條件校驗(yàn)。合理選擇導(dǎo)線截面，對(duì)降低工程造價(jià)、保證線路長(zhǎng)期安全運(yùn)行，有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：輸電線路；導(dǎo)線截面；經(jīng)濟(jì)電流密度；條件校驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TM751 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）29-0126-02

1 導(dǎo)線概述

架空輸電線路導(dǎo)線長(zhǎng)期在野外運(yùn)行，經(jīng)常耐受風(fēng)、冰等外荷載的作用，受氣溫的劇變和環(huán)境污染等的侵蝕，同時(shí)受國(guó)家資源和工程造價(jià)的限制。因此，導(dǎo)線的選擇需要綜合考慮線路的輸送的負(fù)荷容量及負(fù)荷的增長(zhǎng)情況、導(dǎo)線的生產(chǎn)及制造成本、氣候環(huán)境的影響、架線施工、運(yùn)行維護(hù)等多方面因素。

架空輸電線路導(dǎo)線在整個(gè)線路工程建設(shè)中占有的投資比例較高，約占整個(gè)工程投資的20%～25%，導(dǎo)線截面的合理選擇直接影響導(dǎo)線的投資。因此，導(dǎo)線截面大小的選擇對(duì)線路輸送容量及有色金屬的消耗起決定性作用。合理選擇導(dǎo)線截面對(duì)降低工程造價(jià)、保證線路長(zhǎng)期安全運(yùn)行有著重要的意義。

2 導(dǎo)線截面的選擇

架空輸電線路導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)從其電氣性能和經(jīng)濟(jì)性能兩方面考慮，根據(jù)負(fù)荷大小、輸送容量及輸送距離，確定輸送線路電壓等級(jí)及導(dǎo)線采用的截面大小。

導(dǎo)線輸送容量，需要考慮系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，選擇可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷。有時(shí)根據(jù)輸送容量可以采用不同的電壓等級(jí)來(lái)輸送，例如要求架設(shè)一條線路為一礦區(qū)供電，礦區(qū)負(fù)荷為3500kVA，我們可以選擇采用10kV線路供電，也可以選擇采用35kV線路供電。這就需要根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的布局，電源點(diǎn)容量情況、電源點(diǎn)至負(fù)荷點(diǎn)的距離，綜合考慮布局的合理性、技術(shù)的安全性、投資的經(jīng)濟(jì)性，確定采用的輸送電壓等級(jí)，再根據(jù)輸送電壓等級(jí)、輸送容量確定導(dǎo)線的截面。

架空輸電線路導(dǎo)線截面一般先按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面，再根據(jù)電暈、允許電壓損失、發(fā)熱及機(jī)械強(qiáng)度等條件校驗(yàn)。導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度的確定是根據(jù)國(guó)家在不同國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的經(jīng)濟(jì)政策和生產(chǎn)水平，由線路總投資、年運(yùn)行費(fèi)用、年電能損耗費(fèi)用，依據(jù)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)、功率因素及投資回收年限等，取總費(fèi)用最小和投資經(jīng)濟(jì)效果最佳的導(dǎo)線截面作為經(jīng)濟(jì)截面，從而導(dǎo)出經(jīng)濟(jì)電流密度。我國(guó)導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展。目前，我們使用的導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度是采用動(dòng)態(tài)計(jì)算方法所得，是當(dāng)前使用較為完善和周密的方法，是最為接近客觀實(shí)際情況計(jì)算方法。

按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面所用的輸送容量，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)行必要的負(fù)荷預(yù)測(cè)和潮流計(jì)算確定，在計(jì)算中須采用正常進(jìn)行方式下出現(xiàn)的最大負(fù)荷，工程設(shè)計(jì)一般應(yīng)滿足10年的負(fù)荷發(fā)展需要。但在系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃還不明確的情況下，應(yīng)充分考慮將來(lái)可能的最大輸送容量。

導(dǎo)線截面的計(jì)算公式為：

3.3 按電壓損耗校驗(yàn)導(dǎo)線截面

根據(jù)《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》規(guī)定供電電壓允許偏差為：35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)標(biāo)稱電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱電壓的±7%；220V單相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱電壓的+7%、-10%。

在計(jì)算中如電壓損耗不超過(guò)上述規(guī)定就認(rèn)為是可行的。如電壓損耗超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，首先應(yīng)考慮改進(jìn)系統(tǒng)接線，合理分配負(fù)荷以降低電壓損失；其次是提高負(fù)荷的功率因素，用并聯(lián)電容器作為調(diào)壓措施之一。我們認(rèn)為，在使用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器時(shí)，線路電壓損耗可適當(dāng)減少；一般來(lái)說(shuō)，加大導(dǎo)線截面對(duì)降低電壓損耗效果不明顯，但線路投資增加較多，也是不經(jīng)濟(jì)的。

電壓損耗計(jì)算公式：

3.4 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)

所有電壓等級(jí)的輸電線路均需要滿足必要的機(jī)械

強(qiáng)度。

根據(jù)電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定，線路導(dǎo)線一般應(yīng)選用鋼芯鋁絞線，對(duì)一般110kV及以上電壓等級(jí)導(dǎo)線截面不小于120mm2；35～66kV線路導(dǎo)線截面一般不小于70mm2；且任何線路都不允許使用單股導(dǎo)線。

4 結(jié)語(yǔ)

輸電線路導(dǎo)線截面的選擇，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)行必要的負(fù)荷預(yù)測(cè)和潮流計(jì)算確定最大負(fù)荷，由系統(tǒng)規(guī)劃確定輸送電壓等級(jí)，綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面考慮，選擇導(dǎo)線截面。一般按經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行選擇，并應(yīng)進(jìn)行電暈、允許載流量、電壓損耗及機(jī)械強(qiáng)度等條件校驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：李紅橋（1982-），男，湖北漢川人，供職于重慶陸洋工程設(shè)計(jì)有限公司，中級(jí)職稱，研究方向：輸電線路設(shè)計(jì)。