节能导线在高压输电线路设计中的应用 杜培文

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:杜培文
[导读] 摘要:导线是高压输电线路非常重要的组成部分,输电线路施工建设下对导线需求量较大,科学采用节能导线能够提高输电线路经济价值。
        国网山西省电力公司忻州供电公司  山西省  034000
        摘要:导线是高压输电线路非常重要的组成部分,输电线路施工建设下对导线需求量较大,科学采用节能导线能够提高输电线路经济价值。文章通过对高压输电线路节能进行分析,探讨节能导线在其中的应用。
        关键词:节能导线;高压线路;输电线路;线路设计
        引言
        目前,在输电线路的设计过程中,主要采用的导线技术材料为圆线同心绞钢芯铝绞线,此种类型的导线具备良好的稳定性,选用此类导线为后续的施工实践以及运行维护提供了充分的便利,从而较好的服务于国家的各项经济建设。但是随着国家对节能环保工作的要求越来越高,各种新工艺、新材料的导线得到了广泛的普及和应用,这也带来了较大的安全隐患。因此,想要有效的解决存在的安全隐患,就要对新型导线在实践中的应用效果进行深入的研究,这样才能使得这些技术创新得到更加安全稳定的应用。
        1高压输电线路节能设计的重要性
        电力市场经济在我国整个经济发展体系中扮演着极其重要的角色,而随着科学技术的发展,进一步完善了我国电力能源的资源配置。随着国家对环保事业的大力推进,电力节能措施在电力系统中渐渐形成了主导的地位。该措施不仅能够在一定程度上降低了能源的消耗,同时也为电力行业的可持续发展奠定了坚实的基础,供配电环节实现节能设计,对线路的损耗可以起到调节的效果,同时也能够进一步提高电力能源的可利用率,是实现节能降耗的基础。另外,我国的地域辽阔,电网的覆盖面非常广阔,并且为了达到社会足球,往往电力系统的建设成本特别高,加之电路工程中的输配电线路上的损耗,导致电力企业在这方面投入了很大的资金,节能导线的应用是为了降低在输配电线路的电能损耗,从一方面可以说为电力企业节约了一部分资金,另一方面可以减少输配电线路在运行过程中对环境的污染,因此在电力工程输配电线路中引入节能导线不仅可以提高电力企业经济效益而且可以减少对环境的污染。
        2节能导线应用的经济价值分析
        我国的地域辽阔,电网的覆盖面非常广阔,并且为了达到社会足球,往往电力系统的建设成本特别高,加之电路工程中的输配电线路上的损耗,导致电力企业在这方面投入了很大的资金,节能损耗技术的应用是为了降低在输配电线路的电能损耗,从一方面可以说为电力企业节约了一部分资金,另一方面可以减少输配电线路在运行过程中对环境的污染,因此在电力工程输配电线路中引入节能损耗技术不仅可以提高电力企业经济效益而且可以减少对环境的污染。选择不同的节能导线只有导线自身会引起工程造价出现标号,导致其他工程建设的造价存在一定的偏差。在选择节能导线之后必然会增加工程项目的总投资,选择一些中强度铝合金绞线的造价变化是最大的,这样每千米也是增加了54000元,其上幅程度高达百分之二点六七,然而选择钢芯高导电率铝绞线的造价变化是最小的,这些节能导线都具有着良好的导电性,可以在一定程度上减少电阻所存在的损耗,提高其传输的电力效率,因此在进行选择的时候必要引起足够的重视。
        3节能导线在高压输电线路设计中的应用
        3.1导线选型
        随着社会科技技术的快速发展,围绕着导线技术所研发生产的技术产品也更加丰富和先进。目前,市场上所存在的导线的种类也是多种多样,在具体的项目建设中如果选择的导线出现偏差,不仅无法在项目建设中发挥应有的作用,甚至还会带来负面的影响。所以在输电线路设计过程中,在选择导线时必须要着重选择导线的制造材料,确定导线的性能是否能够满足实际的需求,有效防止因导线选择不当为电力服务的正常运营造成不利影响。与此同时,导线的选择还要尽量实现增容、降低能耗以及静音等方面的效果。在导线的具体选择过程中,应当主要考虑的因素包括可听噪声、无线电干扰、弧垂驰度、冰(风)过载能力、铁塔荷载、工程投资和年费用等。既要考虑性能的稳定,也要确保价格的合理,在对以上因素进行综合考虑的基础上,选择一种最具性价比的导线。

为了更好地对新型节能导线进行分析,选定六种新型节能导线进行研究,则能够更好地比较六种导线性能,实现导线应用:普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、钢芯高导电率铝绞JL3/G1A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-630/45、铝合金芯高导铝绞线JL1/LHA1-465/210、铝合金芯高导铝绞线JL3/LHA1-465/210和中强度铝合金绞线JLHA3-675。
        3.2电气性能
        要尽量选择具有较大承载性能的导线,这样就可以在线路事故发生后而不出现较大的安全事故。在电网运行中,要充分考虑到电能对导线过载流量的影响,尤其要考虑天气变化对导线的电气性能的影响。在对导线技术参数进行核算时,要充分考虑温度对导线的影响,特别是要充分考虑到导线的耐热性和耐寒性,增强导线对恶劣环境的适应性,要确保线路与温度的变化的匹配,以延长导线的使用寿命。如以钢芯铝及其铝合金绞线的耐热度在70~80℃之间,如果温度超出这个范围,就会导致导线的性能不够稳定,增加多种安全隐患,导致线路故障频发。通过计算各种导线的输送功率,虽然不同导线的输送功率、载流量都不相同。但是,总体上没有太大的差异。对各种节能导线的全面深刻分析发现,节能导线具有更加突出的优点。同时,要对电阻的电流损失进行精准计算,并在计算中充分考虑热损耗、额定电流、分裂根数、交流电阻等多种因素。应该充分考虑铝合金芯高导电率绞线、中强度铝合金绞线、钢芯高导电率铝绞线的节能效果进行计算,尽可能选用电气性能的导线。在选用导线时,为了达到工程要求,要选用可听噪声水平、无线电干扰均在限值以内的。从容量损耗来看,最大的是钢芯铝绞线,其次是中强度全铝合金绞线,再次是铝合金芯铝绞线,最小的是高导电率钢芯铝绞线。
        3.3线路的合理选择
        在整个供配电节能设计体系中,线路的节能设计是一项重要的工作。设计人员应关注导线电缆的截面设计方向,一旦电缆截面的选择较小,电缆的使用寿命就会有所缩减,从而影响到运行稳定性,导致电力系统存在损耗问题。相反,一旦选择较大,节能减排效果将会随之降低,导致成本的不必要增加。针对这种问题,设计人员在对线路进行设计的过程中,要高度重视线路损耗情况,进而选择合理的导线电缆截面。另一方面,电流在处于传输状态时,会存在有一定程度的损耗现象,这就要求设计人员合理控制线路的电阻问题。
        3.4导线机械特性
        在比较各类导线所具备的机械性效果时,首先要比较导线弧垂与杆塔之间的重量,这需要就导线的弧垂性进行性能分析,保证弧垂性良好性能。同时需要做好影响因素的充分考虑,避免因为拉力、铝钢截面、自重等问题的产生而导致导线性能的降低。尤其在环境温度为40℃情况下,弧垂杆塔重量的计算需要关注最小的弧垂。对于导线的风偏角也需要进行相应计算,如果将平均风速设定为27m/s,在这种条件下,铝合金芯高导电率铝绞线和中强度铝合金绞线则为垂直荷载最小,风偏角较大。这种情况下进行设计则需要采用塔形设计模式来规避风偏角过大的问题,并做好塑性指标Kv值的控制。塔形固定效果较好,则能够实现铝合金芯高导电率铝绞线和中强度铝合金绞线摇摆系数偏大的需要,而临界塔形则须对塔高进行加高处理或者更换塔形的方法来有效处理存在的摇摆角问题。
        结语
        综上所述,导线是高压输电线路重要组成部分,对线路作用的发挥具有决定性的作用。通过对各种导线的机械性能、电气性能和经济性能的分析发现,传统的钢芯铝绞线节能效果差,投入成本大。在日后工作中还应该重视节能导线的价值,提高输电线路建设的整体水平。
        参考文献:
        [1]高天阳.试析新型节能导线在高压输电线路设计中的选型[J].黑龙江科技信息,2016(36);197.
        [2]刘泽东.节能导线特性及其在输电线路中的应用分析[D].山东;山东大学,2017.
        [3]狐冠宇.节能导线在输电工程中的应用研究[D].河北.华北电力大学,2015.
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