劉光輝，鄭艷紅，王中陽，龔興國，嚴得錄，謝金華

（1.西北電網(wǎng)有限公司，陜西西安 710048；2.國網(wǎng)陜西省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，陜西西安 710065；3.青海送變電工程公司，青海西寧 810001；4.新疆電力設(shè)計院，新疆烏魯木齊 830001）

近年來，我國電線電纜行業(yè)制造技術(shù)和工藝不斷進步，各種新型導(dǎo)線不斷涌現(xiàn)，針對性也越來越強，特別是國家的“節(jié)能減排、低碳環(huán)?！闭叩膱?zhí)行[1-3]，使得導(dǎo)線市場涌現(xiàn)了大量的節(jié)能導(dǎo)線，節(jié)能導(dǎo)線可以節(jié)約一定的能源，但不同導(dǎo)線有不同的電氣特性、機械特性，如運用不當，不但得不到應(yīng)有的收益，反而可能會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來不利影響。因此，必須有針對性地合理選用新型節(jié)能導(dǎo)線，更好地貫徹“兩型三新”的建設(shè)原則[4-6]。

本文將高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)750 kV第二通道工程（哈密變—哈密換流站段）中的應(yīng)用研究作為切入點，分析解決高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在工程應(yīng)用中的技術(shù)及經(jīng)濟問題，表明高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線既具有優(yōu)良的機電性能，又具備突出的節(jié)能優(yōu)勢，在新建線路中優(yōu)勢明顯，是極有推廣潛力的導(dǎo)線。

1 高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的特性

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線就機電性能而言，鋼芯鋁絞線適用的線路工程，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線都能夠適用，且多項性能指標（電阻損耗、防振等）可以得到改善，具有更好的全壽命周期經(jīng)濟性。

1.1 導(dǎo)線電氣性能

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線電阻損耗低，節(jié)能環(huán)保。通過減小導(dǎo)線直流電阻，提高導(dǎo)線導(dǎo)電能力，減少輸電損耗，從而達到節(jié)能效果。

導(dǎo)線載流量與導(dǎo)線所處氣象條件（環(huán)境溫度、風速、日照強度）有關(guān)，在計算導(dǎo)線載流量時，應(yīng)使導(dǎo)線不超過70℃，目的在于使導(dǎo)線長期運行（70℃）或事故條件下運行（80℃），由于導(dǎo)線溫升，不致于影響導(dǎo)線強度。在35℃環(huán)境溫度時，導(dǎo)線最大輸送容量如表1所示。

表1 導(dǎo)線最大輸送容量Tab.1 The maximum transm ission capacity of conductor

通過計算可以看出：在環(huán)境溫度35℃，導(dǎo)線溫度70℃時，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的最大輸送容量較鋼芯鋁絞線增加2%。

輸電線路損耗主要由電暈損耗和電阻損耗組成，在電暈損耗基本相同的的情況下，輸電損耗主要由導(dǎo)線的直流電阻所決定。在交流輸電線路中，還有少量的集膚效應(yīng)和鐵芯引起的損耗，這一部分的損耗占輸電損耗的2% ～5%。因此，導(dǎo)線直流電阻的大小決定了輸電線路損耗的多少。

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線比普通的鋼芯鋁絞線在20℃時的直流電阻方面低3%，全年的有功功率損耗低于6.6 kW/km，在最大損耗小時數(shù)1400 h的全年電阻損耗低于9200 kW·h/km；在最大損耗小時數(shù)2200 h的全年電阻損耗低于14500 kW·h/km；在最大損耗小時數(shù)3200 h的全年電阻損耗低于21100 kW·h/km。

從以上分析可以看出，在電氣方面，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線不僅減少電能損失，而且可以輸送更多的電能。

1.2 導(dǎo)線機械性能

1）導(dǎo)線弧垂特性。不同導(dǎo)線弧垂特性有差異，與普通鋼芯鋁絞線的弧垂做了比較。高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在500 m檔距下的弧垂略小（約0.05 m），對桿塔排位基本沒有影響，全線桿塔造價沒有增加。

2）金具配套方便，施工工藝與傳統(tǒng)導(dǎo)線相同。

3）高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線額定拉力與普通導(dǎo)線一致，對桿塔荷載沒有影響。因此，使用高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線時，可以使用國家電網(wǎng)公司750 kV通用設(shè)計塔型，避免了重復(fù)設(shè)計，降低了工程造價，同時提高了線路設(shè)計的標準化，在實際應(yīng)用中做到了無縫銜接。

1.3 導(dǎo)線回收年限

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的前期建設(shè)費用較高，但后期運行時可以節(jié)省電能（電價暫按0.2元/kW·h考慮）。經(jīng)計算，在最大損耗小時數(shù)1400 h高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線可在24 a內(nèi)回收由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資；在最大損耗小時數(shù)2200 h高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線可在15 a內(nèi)回收由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資；在最大損耗小時數(shù)3200 h高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線可在11 a內(nèi)回收由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資。

可見，采用高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線比鋼芯鋁絞線而多出的投資，最少可以在11 a內(nèi)因節(jié)能而收回由于導(dǎo)線前期建設(shè)增加的投資，節(jié)能效益明顯。

2 高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的應(yīng)用

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線在新疆首次運用在新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)750 kV第二通道工程（哈密變—哈密換流站段）中，線路途經(jīng)的地貌單元主要為山前沖洪積平原、剝蝕丘陵臺地。主要為戈壁荒漠景觀，地勢較平坦、開闊。因此，該區(qū)域?qū)傥L振動多發(fā)區(qū)。在線路設(shè)計時需注意其防振性能。經(jīng)計算，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的鋁部應(yīng)力與普通鋼芯鋁絞線相當（高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線鋁部應(yīng)力略小）。因此，在此區(qū)域使用高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線是安全的。

3 結(jié)語

高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線前期投資較鋼芯鋁絞線高，隨著后期運行，節(jié)能效果顯現(xiàn)，在11 a后，因節(jié)能而節(jié)省的費用大于導(dǎo)線初期投資增加的費用。即：在11 a內(nèi)，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線經(jīng)濟性差于鋼芯鋁絞線；在11 a后，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線經(jīng)濟性優(yōu)于鋼芯鋁絞線。按照50 a的設(shè)計年限，在最大損耗小時數(shù)3200 h的全年電阻損耗21100 kW·h/km，電價按0.2元/kW·h，每100 km輸電線路在39 a內(nèi)節(jié)省電能費用約1645萬元。高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線具備突出的節(jié)能優(yōu)勢，在新建線路中優(yōu)勢明顯，極有推廣潛力。

[1] 中國國家標準化管理委員會.GB/T1179-2008圓線同心絞架空導(dǎo)線[S].北京：中國標準出版社，2008.

[2] 中國國家標準化管理委員會.GB/T23308-2009架空絞線用鋁鎂硅系合金圓線[S].北京：中國標準出版社，2009.

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