节能导线在高压输电线路设计中的应用

发表时间:2020/9/23   来源:《当代电力文化》2020年12期   作者:赵雪峰
[导读] 从传统的输电线路来看,主要用的是普通的钢芯铝绞线。但是,
        赵雪峰
        甘肃送变电工程有限公司  甘肃临夏  731100
        摘要:从传统的输电线路来看,主要用的是普通的钢芯铝绞线。但是,随着现在人们的节能环保理念不断增强,如何减少电能损耗已成为导线选择的首要因素。所以,现在需要对导线的电气性能、经济成本及节能降耗等方面进行全面深入地分析,从而选择最为合适的导线。为了获得良好的经济效益,则需要坚持环保理念,在输电线路中要充分考虑导线的节能性能等各种技术参数,以提高输电线路的电能输送效率。
        关键词:输电线路;超高压;节能导线
        引言
        导线作为高压架空输电线路最主要的组成部分,对长距离电能输送具有重要作用。导线选择的首要考虑条件是电气性能,机械性能和经济成本也是需要考虑的重要条件。如果导线选择合适,则会大大节约能源消耗。相反,如果导线选择不合适,不仅会在一定程度上增加电能输送的成本,还会降低电能的运输效率。传统的架空输电线路一般选用钢芯铝绞线作为导线。近些年来,随着人们环保意识的提高,选择电能损耗小、节能型的导线已成为行业发展趋势。
        1高压输电线路选择原则和方法
        1.1高压输电线路选择的原则
        在选择路线时,有必要考虑和比较路线规划是否合理,是否方便施工,是否可以安全运行等因素。只要有可能,就选择一条路径短、特殊地点少、地质条件好的路径;同时,施工者应尽可能避开森林密集区、公园、保护带以及房屋,尽可能减少树木的砍伐和房屋的拆迁。对于气候复杂多变的区域,应尽可能绕过,如若不可避免,应尽可能缩短在该区域的线路长度,选择气候稳定适宜的区域进行线路设计。在经过山区时,要注意架杆地点的安全。为了防止地震、山体滑坡等自然灾害带来不必要的经济及能源损失,要尽可能避开自然灾害多发地带和一些稳定性较差的山体。要在减少对环境破坏的大前提下合理规划。
        1.2选择特高压输电线路的方法
        选择路径的工作通常可分为两个步骤,即初步调查和最终调查。其中,初步调查线在图纸上进行,经过初步调查计算,比较和筛选掉部分线路规划,而最终测量要到现场进行实体考察,对最初的勘察进行多次修改,最后决定最终路径方案。一般在正常情况下,选择路线时,需要确保路线的转角小并且长度尽可能短。如果涉及到山区或者地下施工的情况,需要进行详细的实地勘察,综合多重因素全面考虑。
        (1)初勘选线
        首先,此步骤首先需要大量数据支持,要收取大量数据和信息,并根据所收集的信息进行相关规划。然后,选择线路之前,应该做好相关的工程规划,包括路径的起点和终点以及架杆的位置。在遇到一些特殊情况难以处理时,应做好记录,综合考究,在此前提下尽量保证线路最短。在地图上选择线路路径时,应指定多种方法选项以供选择,最终选择需要根据各个方案的预算,即获取经济花费和环境改造的花费,并从理论和实践上进行综合分析和比较。
        (2)终勘选线
        在确定了初始测量线以后,由于地图上的线条选择仅通过收集的数据进行选择,因此只能在理论上保证可行。但是,理论方法不一定适用于实际情况。在某些情况下,地图上的线条选择受到许多实际问题的限制,使得一些实际情况无法完全反映在图纸上,导致图纸与实际图纸之间存在较大的偏差。因此,需要进行实地勘察,个别地点还需要进行反复考究,以判断经济、技术上是否达标。
        2节能导线在高压输电线路设计中的应用
        2.1科学选择导线类型
        随着科学技术的飞速发展,导线技术也得到迅速发展,导线的性能也日益优化,类型品种也越来越多样。

当前,市场上有着各种各样的导线,如果选择不当,不仅难以在输电线路中发挥积极作用,还可能会影响电能的正常输送,不仅会增加输电成本,降低输电效率,可能还会增加输电线路的安全风险。因此,在设计输电线路中要科学选用节能型的导线,既要考虑导线性能的优良性,又要考虑其造价成本,特别是要充分考虑其节能降耗、增容、静音等方的性能。在选用导线时,应该从噪声大小、弧垂和驰度、铁塔荷载、无线电干扰及经济成本等因素。一般而言,在选用导线时,主要可以选用以下几种新型导线。对这些导线进行比较,要选择性价比高的导线。主要有6种新型导线:普通钢芯铝绞线、钢芯高导电率铝绞、钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯高导铝绞线、铝合金芯高导铝绞线和中强度铝合金绞线。通过对这几种导线方案的比较分析,要选用最佳的导线。
        2.2导线的电气性能
        在进行导线选择时,电气性能应作为重要选择条件。电气性能越好,意味着它的载流量越大,载流量的大小直接影响电力输送能力及输电效率,所以要选择承载能力强的导线。载流量大的导线即便线路发生事故,也不会出现较大的安全问题。在电网运行中,也要充分考虑到电能对导线过载流量的影响,特别要考虑天气变化对导线电气性能的影响。核算导线技术参数时,导线的耐热性和抗寒性要充分考虑,温差过大都可能对导线产生不良影响,要在最大程度上确保导线线路能够适应周围温度的变化及环境的变化,使导线的使用寿命最大限度延长。例如钢芯铝绞线及其铝合金绞线的耐热度最高不超过80℃,一旦温度没控制住,超出这个范围,导线就会出现性能不稳定、频繁故障的问题,增大了安全隐患。
        不同导线的输送功率和载流量也不相同,通过计算这些导线输送功率,可以发现总体上差异不大。与传统导线相比,节能导线具有更突出的优点。要精准地计算出电阻损耗,在计算中要充分考虑热损耗、额定电流、分裂根数、导线交流电阻等多种因素的影响。通过公式将铝合金芯高导电率绞线、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进行计算比较,综合判断它们的电气性能,并对其节能效果进行评定。导线中的输送功率越大,导线的节能效果就会越显著。将不同类型导线的电气性能进行比较,性能最高的是钢芯铝绞线,第二是中强度全铝合金绞线,第三是铝合金芯铝绞线,最后是高导电率钢芯铝绞线。
        2.3导线的机械特性
        对不同导线的机械特性进行比较分析时,能够发现杆塔与导线弧垂的重量有着紧密的关系。这就需要通过进一步分析导线的弧垂性来判断导线的性能是否良好。在高温条件下,导线的自重、拉力、铝钢截面等因素也要作为参考的标准。比如在40℃的条件下,计算导线弧垂时要观察记录其最小的弧垂。还要计算导线的风偏角,一般在平均风速27m/s的情况下,导线的垂直荷载是最小的。这时需要采用塔型的设计,降低风偏角的大小,并对塑形指标Kv值做好对应记录。导线的机械特性主要包括弧垂、荷载、风偏角、过载能力等。从弧垂特性看,中强度全铝合金绞线无疑是最好的,剩余的导线弧垂特性差异不大;从水平荷载来看,所有导线基本相同;从垂直荷载来看,铝合金芯铝绞线是垂直荷载偏小的;从顺线张力来看,铝合金芯铝绞线也是最小的。
        结语
        导线是高压线路输送最重要的设备,对线路运输是否顺利发挥着重要作用。通过比较分析不同导线机械性能、电气性能和经济性能,发现节能效果最差的是传统的钢芯铝绞线,它的投资成本也很高。在选择导线时,要选择节能型的导线,这类导线不仅节能降耗效果好、减少资金投入、降低工程造价成本,还能够在获得更大经济效益时更好地保护环境。
        参考文献
        [1]韩宇,程克娜,王铱.节能导线在高压输电线路设计中的应用[J].集成电路应用,2020,(03):86-89.
        [2]李钊,李春燕,冯砚厅.节能导线在工程中的全寿命投资分析[J].电力科学与工程,2016,(12):188-192.
        [3]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):150-153.
        [4]李宇.节能导线在输电线路中的应用探讨[J].科技风,2017,(19):277-280.
       
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