铝合金芯铝绞线在750kV输电线路中的节能分析

。＿　墨置囵■　Ｓｍａｒｔ　Ｇｒｉｄ　第２９卷第２期　２０１３年２月　文章编号：１６７４—３８１４（２０１３）０２—００１９—０３　电网与清洁能源　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｃｌｅａｎ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．２０１３　中图分类号：ＴＭ７５　文献标志码：Ａ　铝合金芯铝绞线在７５０　ｋＶ输电线路中的节能分析　李煜　，刘庆丰２，张立明３，施荣４，王育路４，何洪波２，侯长健ｚ　（１．陕西省电力公司，陕西西安７１００４８；２．湖南省电力勘测设计院，湖南长沙４１０００７；３．新疆送变电　工程公司，新疆乌鲁木齐８３００４９；４．陕西省电力公司规划评审中心，陕西西安７１００６５）　Ｅｎｅｒｇｙ－Ｓａｖｉｎｇ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　０ｆ　ＡＣＡＲ　ｉｎ　ｔｈｅ　７５０　ｋＶ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ　ｕ　Ｙｕ　，ＬＩＵ　Ｑｉｎｇ—ｆｅｎ　，ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ—ｍｉｎｇ３，ＳＨＩ　Ｒｏｎｇ＂，ＷＡＮＧ　Ｙｕ—ｌｕ　，ＨＥ　Ｈｏｎｇ－ｂｏ　，ＨＯＵ　Ｃｈａｎｇ－ｊｉａｎ　（１．ＳｈａａｎｘｉＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｘｉ’ａｎ７１００４８，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００７，　Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｘｉ￣ｉａｎｇ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００４９，Ｘｉ￣ｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ；４．Ｐｌａｎｎｉｎｇ＆　Ｅｖａ１ｕａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆＳｈａａｎｘｉ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｘｉ’ａｎ　７１００６５，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎ　ｏｒｄ　ｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ，ａ　和常规导线的节能效果进行了计算分析，结果表明　铝合金芯铝绞线在全寿命周期内年费用最省。　ｎｅｗ－ｔｙｐｅ　ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｎａｍｅｄ　ＪＬ／ＬＨＡ１－２２０／２３０　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ａｌｌｏｙ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ（ＡＣＡＲ）ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　７５０　ｋＶ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ　ｏｆ　Ｘｉ￣ｉａｎｇ．Ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ＡＣＡＲ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　１　简介　铝合金芯铝绞线采用５３％ＩＡＣＳ的高强度铝镁硅　铝合金替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线，　导线外部铝线与普通钢芯铝绞线的铝线相同【　，见　ｔｈｅ　ＡＣＡＲ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｃａｎ　ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ａｎｎｕａｌ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｉｆｅ　ｃｙｃｌｅ　ｗｉｔｈ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：７５０　ｋＶ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ；ＡＣＡＲ；ｌｉｆｅ　ｃｙｃｌｅ　ｃｏｓｔ　摘要：为了降低输电线路电能损耗，提高电能利用效率，新疆　二通道７５０　ｋＶ输电线路采用了一种新型节能导线Ｊ　ＬＨＡ１—　图１。目前，国内生产的铝合金芯铝绞线所采用的标　准为《圆线同心绞架空导线》（ＧＢ／Ｔ１１７９—２００８）和　《架空绞线用铝镁硅系合金圆线》（ＧＢ／Ｔ２３３０８—　２００９）　。在相同总截面积的条件下，基本无导电能　２２０／２３０型铝合金芯铝绞线。把这种铝合金芯铝绞线的节能效　果与常规导线进行对比分析，结果表明铝合金芯铝绞线在全　寿命周期内年费用低，具有显著的经济效益。　关键词：７５０　ｋＶ输电线路；铝合金芯铝绞线；全寿命周期　力的９％ＩＡＣＳ钢芯被铝合金芯替代，铝合金芯铝绞线　的直流电阻比钢芯铝绞线ｓ１￣３％。铝合金芯铝绞线是　铝基体材质，可避免由于磁滞和涡流损耗带来的电　能损失，对于输电线路的节能降耗［５］具有积极意义。　新疆二通道７５０　ｋＶ输电线路工程是国家电网　公司“十二五”规划重点建设项目，是加快西￣Ｌ７５０　ｋＶ　主网架建设，进一步加强新疆与西２ｔＬ７５０　ｋＶ电网联　系，为“疆电外送”直流工程提供网架支撑的配套重　点工程。为了响应国家“节能减排，低碳生活”的号　召，将二通道７５０　ｋＶ输电线路建设成为“绿色环保、　优质高效”的示范性工程，国家电网公司积极组织　开展新技术、新材料、新工艺的研究和应用工作。经　过技术经济比较，哈密换流站一哈密南变段双回　７５０　ｋＶ输电线路采用６ｘＪＬ／ＬＨＡ１—２２０／２３０型铝合金　芯铝绞线。　图１铝合金芯铝绞线剖面图　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆＡＣＡＲ　本文从全寿命周期角度上对铝合金芯铝绞线　■　翟　Ｓｍａｒｔ　Ｇｒｉｄ　２０　李煜，等：铝合金芯铝绞线在７５０　ｋＶ输电线路中的节能分析　表２导线交流电阻计算结果　Ｔａｂ．２　ＡＣ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　与常规钢芯铝绞线相比，铝合金芯铝绞线具有　如下优势：　１）铝合金芯铝绞线的直流电阻比钢芯铝绞　线小，具有传输损耗低的特性。　２）铝合金芯铝绞线是铝基体的单一材质，没有　双金属腐蚀，具备防腐功能，在交流运行时没有磁　滞损耗，在交流线路上节能优势明显。　３）在造价上，铝合金芯铝绞线价格与钢芯铝绞　线单位长度造价基本相同，具有良好的性价比。　２技术特性比较　２．１导线参数　新疆第二通道７５０　ｋＶ输电线路常规导线采用ＪＩ／　Ｇ１Ａ－４００／５０钢芯铝绞线，铝合金芯铝绞线采用ＪＬ／　ＬＨＡ１－２２０／２３０型。２种导线的主要技术参数见表１。　表１导线主要技术参数表　Ｔａｂ．１　Ｍａｉｎ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　导线型号　ＪＬ／Ｇ１Ａ～４００／５０　ＪＩ儿ＨＡ１—２２０／２３０　２．２导线交流电阻　导线的直流电阻随温度的变化而发生变化，不　同温度下的直流电阻可由式（１）计算：　ＲＤｃ＝Ｒ２０【１＋　（ｔ－２０）１　（１）　式中，Ｒ加为２Ｏ℃下导线直流电阻；ｏｒ为电阻温升系　数，对于铝合金芯铝绞线取０．００３　６、，对于钢芯铝绞　线取０．００４　０３；￡为导线温度电阻温升系数。　因为集肤效应、邻近效应等原因，导线交流电　阻要大于直流电阻。根据摩根算法同计算线路正常　运行输送功率３　０００　ＭＷ时，２种导线的交流电阻计　算结果如表２所示。　２，３导线对铁塔质量的影晌　本线路铁塔按照常规导线６ｘＪＬ／Ｇ１Ａ一４００／５０设　计，由于铝合金芯铝绞线风偏较大，摇摆角系数大，　为满足间隙要求，可能部分杆塔须升高或改塔型。　本线路地处戈壁滩，地形平整，摇摆角系数一般在　０．９以上，采用铝合金芯铝绞线一般可满足间隙要　求，影响相对较小。经现场排位，本线路采用铝合金　芯铝绞线造成杆塔质量增加约１％。　３全寿命周期分析　３．１　交流电阻损失计算　２种导线的电晕损失相当，差别主要体现在交　流电阻损失。双回交流输电线路的电阻热损失为　Ｗ０＝６Ｎ‘，　‘ｒｅ　（２）　式中，　为功率热损耗，Ｍｗ／ｋｍ；Ⅳ为分裂根数；，为　每根导线的额定工作电流，Ａ；ｒ　为导线的交流电阻，　ｌ￣／ｋｍ。　本工程每回线路正常运行输送功率３　０００　ＭＷ，　２种导线结构的电阻损耗见表３。　表３　２种导线结构的电阻损耗　Ｔａｂ．３　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｌｏｓｓｅｓ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ　从表３可看出，铝合金芯铝绞线ＪＩＪ，ＬＨＡ１—２２０／　２３ｏｌ￣Ｌ钢芯铝绞线ＪＬ／Ｇ１Ａ一４００／５０电阻损耗小，节能　效果好。　３．２年费用比较　年费用法能反映工程投资的合理性、经济性。　年费用包含初次年费用、年运行维护费用、电能损　耗费用及资金的利息，是将各方案按照资金的时间　价值折算到某基准年的总费用平均分布到项目运　行期的各年，年费用低的方案在经济上最优。　线路工程年平均费用简化计算公式为　ｚ　］　（３）　式中，ＮＦ为年平均费用，万元（平均分布在ｍ＋ｌ到ｍ＋　匿互　一Ｓｍａｒｔ　Ｇｒｉｄ　第２９卷第２期　电网与清洁能源　２１　凡期间的ｎ年内）；ｎ为工程的经济使用年限；ｚ为折算　后的工程总投资，万元。　ｚ＿　‘（１＋ｒｏ）肿“　（４）　式中，　为从开工这一年起到计算年的年数；ｍ为工程　施工年数；Ｚ为第ｔ年的建设投资，万元；ｔｏ为电力工　业投资回收率；／ｘ为折算年运行费用，万元。　‘【　（　＋ｒｏ）　ｔ＝ｒｎ－￣　。　Ｊ（５）　式中，ｔｏ为工程部分投产的年份；　为运行费用，　万元。　２种导线对基础和绝缘子的投资费用相同，不　影响年费用比较结果，因此，为简化计算，在计算本　体投资时不考虑该两项费用。本线路经济使用年限　为３０年，施工期按２年计，前一年投资为６０％，后一　年投资为４０％；年最大损耗小时数按３　７５０　ｈ计；设　备运行维护费率为１．４％；电力工程回收率按工程投　资的８％计。２种导线正常输送功率下的年费用计算　结果见表４。　表４正常输送功率下的年费用　Ｔａｂ．４　Ａｎｎｕａｌ　ｃｏｓｔ　ｉｎ　ｎｏｒｍａｌ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ　ｐｏｗｅｒ　从表４可以看出，正常输送功率达到３　０００　ＭＷ，　损耗小时数３　７５０　ｈ时，铝合金芯铝绞线ＪＬ／ＬＨＡ１—　２２０／２３０年费用比常规导线低３．４６万元／ｌ（ｍ。　４结语　铝合金芯铝绞线的直流电阻比钢芯铝绞线小，　交流运行时没有磁滞损耗，电阻损耗小，节能效果　好，全寿命周期费用低，无特殊施工运行要求，具有　广阔的应用前景。随着技术的进步和产品的批量化　生产，价格还有下降的空间，值得在主线路中大面积　推广。　参考文献　［１】何健，陈光．新型铝合金芯铝绞线在输电线路中的应　用［Ｊ】．吉林电力，２０１１，１５（２）：４８—５１．　ＨＥ　Ｊｉａｎ，ＣＨＥＮ　Ｇｕａｎｇ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ－ｔｙｐｅ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ａｌｌｏｙ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｉｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓＯ］．　Ｊｉｌｉｎ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ，２０１１，１５（２）：４８—５１（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　『２Ｊ张瑞永，赵新宇，李明，等．输电线路新型节能导线的　推广应用［Ｊ】．电力建设，２０１２，３３（６）：８９—９２．　ＺＨＡＮＧ　Ｒｕｉ—ｙｏｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｘｉｎ－ｙｕ，ＬＩ　Ｍｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｐｏｌａ—　ｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ－￣ｐｅ　ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ　ｉｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｔｒｕ—　ｃｔｉｏｎ，２０１２，３３（６）：８９—９２（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　【３】中国国家标准化管理委员会．ＧＢ／Ｔ１１７９—２００８圆线同心　绞架空导线『ｓ１．北京：中国标准出版社，２００８．　ｆ４］中国国家标准化管理委员会．ＧＢｒＩ＇２３３０８—２００９架空绞　线用铝镁硅系合金圆线【Ｓ】．北京：中国标准出版社，　２００９．　『５】陈洋，高翔，蒋华君，等．节能型架空导线及其节能效　果评估ｌＪＩ．电线电缆，２０１１，６（４）：１４—１６．　ＣＨＥＮ　Ｙａｎｇ，ＧＡＯ　Ｘｉａｎｇ，ＪＩＡＮＧ　Ｈｕａ－ｊｕｎ，ｅｔ　ａ１．Ｅｎｅｒｙｇ－　ｓａｖｉｎｇ　ｔｙｐｅ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｓｔｒａｎｄｅｄ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｙｇ—ｓａｖｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ａｐｐｒａｉｓｅｓ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ。　２０１１，６（４）：１４—１６．　【６】ＭＯＲＧＡＮ　Ｖ　Ｔ．Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ－ｃｏｒｅｄ　ｌａｕｍｉｎｕｍ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｆｏ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　Ｅｎｇｉ－　ｎｅｅｒｓ，１９６５，１１２（２）：３２５—３３４（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　收稿日期：２０１２—１ｌ—Ｏｌ。　作者简介：　李煜（１９７７一），男，工程师，大学学历，从事电力企业管理　工作；　刘庆丰（１９７９一），男，硕士，工程师，从事高压输电线路设计　工作；　何洪波（１９７４一），男，本科，高级工程师，从事高压输电线路　设计工作。　（编辑冯露）