紅和升壓站輸出線路線材的確定校核

于賀龍 張艷如

(1.四川省能投鹽邊新能源開(kāi)發(fā)有限公司，四川 攀枝花 617000； 2.中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610000)

紅和升壓站輸出線路線材的確定校核

于賀龍1張艷如2

(1.四川省能投鹽邊新能源開(kāi)發(fā)有限公司，四川 攀枝花 617000； 2.中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610000)

從理論和實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，探討了風(fēng)電場(chǎng)輸出線路導(dǎo)線材料選擇、導(dǎo)線截面計(jì)算、導(dǎo)線型號(hào)選擇、導(dǎo)線截面校驗(yàn)等過(guò)程，并通過(guò)實(shí)例說(shuō)明了輸出線路電壓等級(jí)及導(dǎo)線材料確定的理論依據(jù)。

輸出線路，導(dǎo)線，電壓等級(jí)，線材

1 項(xiàng)目概況

鹽邊縣紅格大面山風(fēng)電場(chǎng)位于攀枝花市鹽邊縣雅礱江左岸大面山區(qū)域，距鹽邊縣城直線距離約18 km，距攀枝花市直線距離約19 km。區(qū)域內(nèi)為山地地形，海拔在1 415 m～1 620 m。場(chǎng)地表現(xiàn)為南部山脊相對(duì)寬闊，北部山脊狹窄，整體地形相對(duì)開(kāi)闊，地表植被以草地和灌木為主。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及近兩年的測(cè)風(fēng)情況，規(guī)劃了風(fēng)電總裝機(jī)近19萬(wàn)kW，等效小時(shí)數(shù)為2 091 h。電能由新建的紅和升壓站升壓匯集后，通過(guò)輸出線路送至桐梓林鎮(zhèn)的安寧變電站4號(hào)間隔送入國(guó)家電網(wǎng)。線路長(zhǎng)度約為20 km。在進(jìn)行可行性研究時(shí)建設(shè)單位提出輸出線路的電壓等級(jí)是220 kV方案，并從理論上提供依據(jù)。

2 導(dǎo)線材料選擇

在我國(guó)電力系統(tǒng)中，把標(biāo)稱電壓1 kV及以下的交流電壓等級(jí)定義為低壓，把標(biāo)稱電壓1 kV～330 kV以下的交流電壓等級(jí)定義為高壓，把標(biāo)稱電壓330 kV～1 000 kV以下的交流電壓等級(jí)定義為超高壓，把標(biāo)稱電壓1 000 kV及以上的交流電壓等級(jí)定義為特高壓，把標(biāo)稱電壓±800 kV以下的直流電壓等級(jí)定義為高壓直流，把標(biāo)稱電壓±800 kV及以上的直流電壓等級(jí)定義為特高壓直流。通常還有一個(gè)“中壓”的名稱，美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的標(biāo)準(zhǔn)文件中把2.4 kV～69 kV的電壓等級(jí)稱為中壓，我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司(SG)的規(guī)范性文件中把1 kV以上至20 kV的電壓等級(jí)稱為中壓。

由此可知，220 kV輸電線路屬于高壓輸電線路。

在高壓輸電線路中，導(dǎo)線在工程投資中所占的比例較大，因而合理地選擇導(dǎo)線對(duì)降低工程投資及安全運(yùn)行意義重大。

目前國(guó)內(nèi)送電線路采用較普遍的導(dǎo)線主要有鋼芯鋁絞線、鋼芯鋁合金絞線、鋁包鋼芯鋁絞線三種。鋼芯鋁絞線為最普遍電線，在行業(yè)內(nèi)有豐富的加工、施工及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)各電壓等級(jí)線路使用最為廣泛，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB 1179—83；鋼芯鋁合金絞線采用加入稀有金屬的鋁合金線絞制而成，抗拉強(qiáng)度大，較適合于重冰區(qū)，可大大降低弧垂，減少電氣事故，其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB 9329—88，但單位價(jià)格較鋼芯鋁絞線高約30%；鋁包鋼芯鋁絞線的鋼芯采用高強(qiáng)度鋼絲包鋁制成，鋁鋼截面比較大，單位電阻較普通鋼芯鋁絞線小約5%，自重相對(duì)較小，計(jì)算拉斷力略大于普通鋼芯鋁絞線，防腐性能好，單價(jià)較普通鋼芯鋁絞線略高，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為YB/T 124—1997。

綜上所述，因本工程中線路處于空氣中度污染地區(qū)，且相對(duì)價(jià)格最低的為普通鋼芯鋁絞線，參照本地區(qū)其他的輸電線路，最終確定全線導(dǎo)線采用普通鋼芯鋁絞線。

3 導(dǎo)線截面計(jì)算

紅和升壓站主變?nèi)萘繛?×100 MVA，按照最大輸送容量考慮：

經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面的計(jì)算公式如下：

S=P/(√3UJcosφ)。

其中，S為導(dǎo)線截面面積，mm2；P為線路輸送容量(kW，有功功率)；U為線路額定電壓，取220 kV；J為經(jīng)濟(jì)電流密度，取1.65 A/mm2；cosφ為功率因數(shù)，0.98，經(jīng)計(jì)算所需導(dǎo)線截面面積S=324.97 mm2。

4 導(dǎo)線型號(hào)選擇

根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。

220 kV鋼芯鋁絞線：LGJ-350。

因本工程中線路處于空氣中度污染地區(qū)，輸電線路局部跨度較大，輸送距離較長(zhǎng)，建設(shè)單位為以防萬(wàn)一，選定結(jié)果如下：220 kV鋼芯鋁絞線：LGJ-450，本工程選用LGJ-450的鋼芯鋁絞線，其截面面積為450 mm2，滿足要求。

5 導(dǎo)線截面的校驗(yàn)

1)驗(yàn)算導(dǎo)線最大電流：本工程中最大負(fù)荷情況下最大電流：

IMAX=PMax/(√3Ucosφ)。

其中，PMax為線路輸送最大容量(kW，有功功率);U為線路額定電壓，取220 kV;cosφ為功率因數(shù)，0.98。

經(jīng)計(jì)算所需線路最大電流IMAX=524.9 A，而LGJ-450的鋼芯鋁絞線在工作溫度70 ℃，環(huán)境溫度25 ℃時(shí)導(dǎo)線允許電流為830 A,環(huán)境溫度40 ℃時(shí)導(dǎo)線允許電流為640 A，大于線路最大工作電流(524.9 A)，可以使用。

2)驗(yàn)算其線路電壓降：在不考慮線路電壓損耗的橫向分量時(shí)，線路允許的電壓損耗百分比可按下式計(jì)算：

其中，δ為線路允許的電壓損耗百分比；Pm為線路輸送的最大功率，MW；Ue為線路額定電壓，220kV；L為線路長(zhǎng)度，m；R為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線電阻，Ω/m；X0為單位長(zhǎng)度線路電抗，Ω/m；tgφ為負(fù)荷功率因數(shù)角的正切。按上式計(jì)算得δ=1.26%，小于允許電壓降10%，滿足允許電壓損失要求。

3)按照電暈條件校驗(yàn)：海拔為1 190～1 600之間，導(dǎo)線直徑：27.63mm，大于24.8mm，按照有關(guān)規(guī)程規(guī)定可不必驗(yàn)算其電暈。

4)按照導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)：導(dǎo)線截面面積451.55mm2，大于25mm2，按照有關(guān)規(guī)程規(guī)定可不必驗(yàn)算其機(jī)械強(qiáng)度。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上導(dǎo)線材料選擇導(dǎo)線截面計(jì)算，導(dǎo)線型號(hào)選擇，導(dǎo)線截面校驗(yàn)等過(guò)程，從理論上對(duì)輸出線路各個(gè)參數(shù)確定提供依據(jù)。目前該項(xiàng)目已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電，各項(xiàng)指標(biāo)均在控制范圍，運(yùn)行良好。

On identification of materials for outlet lines at Honghe booster station

Yu Helong1Zhang Yanru2

(1.YanbianNewResourcesDevelopmentCo.,Ltd,SichuanEnergyInvestmentGroup,Panzhihua617000,China; 2.SinohydroBureau5Co.,Ltd,Chengdu610000,China)

From the theoretic and practical aspects, the paper explores the selection for the outlet line materials, calculation of conductor cross-sections, selection for conductor types and cross-section inspection at wind power stations, an indicates the voltage classes of the outlet lines and the theoretic reference for the identification of the conductor materials.

outlet line, conductor, voltage class, line materials

1009-6825(2015)30-0123-02

2015-08-18

于賀龍(1979- )，男，工程師； 張艷如(1982- )，女，高級(jí)工程師

TU990.3

A