三相异型截面导线在750kV输电线路上的运用浅析

三相异型截面导线在750kV输电线路上的运用浅析

管仁锋  李岩松

中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司    新疆 830000

[摘要]结合目前750kV输电线路导线选型的研究成果和结论，通过电磁环境、机械特性及经济性分析，给出了750kV输电线路在最大负荷利用小时数较低时的推荐导线。

关键词  三相异型截面  导线    750kV

1、前言

导线是输电线路最主要的部件之一，它对线路输送容量、传输性能、电磁环境问题及技术经济指标都有很大的影响。输电线路投资中，导线及架线工程投资占较大比例，加之因导线方案变化而引起的杆塔、基础工程量的变化，其对整个工程造价影响极其巨大，直接关系到整个工程的建设总投资及建成后的技术特性和运维成本。因此，在工程建设过程中，对导线电气、机械和经济性等都提出了严格的要求。

2、目前750kV输电线路的导线使用情况

从已投运的750kV输电线路的导线运用情况来看，主要是6×LGJK-310/50型扩径导线与6×JL/G1A-400/50型钢芯铝绞线。6×LGJK-310/50型扩径导线在节省导线投资方面效果显著，损耗较大，年费用比较时，最大负荷利用小时数小于1800小时较有优势；6×JL/G1A-400/50型钢芯铝绞线虽然在导线投资方面较大，但损耗较小，年费用比较时，最大负荷利用小时数大于1800小时较有优势。

自2012年，国家电网公司的部门文件（基建设计[2012]18号）《关于开展输电线路节能导线试点应用工作的通知》发布之后，钢芯高导电率硬铝绞线，铝合金芯铝绞线，中强度全铝合金绞线型节能导线均有一定的运用，按照规划的3000~5000小时，年费用均较低，但在目前电网建设阶段，实际运行的750kV输电线路最大负荷利用小时数很小，节省的电能很难在运行期间回收增加的初期投资部分。

因此，本次比选导线选择运用较多的6×LGJK-310/50型扩径导线与6×JL/G1A-400/50型钢芯铝绞线。
3、导线选择原则

导线选择除了要按照经济电流密度选择外，还要按照工作场强与临界场强的比值、无线电干扰、可听噪声进行校验，并按照年费用最小法进行经济分析。

4、导线比选方案

结合以往750kV输电线路设计经验，常用导线（JL/G1A-400/50型钢芯铝绞线、LGJK-310/50型扩径导线）与三相异型截面导线的多种组合进行比较。

5、工作场强与临界场强的比值（Em/Eo）

导线电晕特性优劣最终取决于导线表面工作场强与导线临界场强的比值。导线工作场强与临界场强在各种海拔下的比值列于下表。

1000米海拔下导线工作场强与临界场强比值

6、无线电干扰

本工程采用比较法计算，计算结果如下。

1000米海拔下的无线电干扰值

7、可听噪声

表2.6-2     湿导线情况下的可听噪声（dB）

根据规程要求，距送电线路边相投影外20m处，湿导线条件下的可听噪声限值不超过55dB(A)。通过上表所列计算结果可以看出，以上导线满足限值要求。

8、导线机械特性

8.1导线用量差价计算

各种导线方案的使用量是不同的，各种导线方案的导线用量列于下表。

导线用量及价差

导线费用中，边相6×JL/G1A-300/40，中相6×LGJK-310/50导线投资最省，6×JL/G1A-400/50导线投资最高。

8.2不同导线对铁塔的影响

不同导线的弧垂不同，则同样高度的杆塔的使用档距将不同，其结果将导致线路中杆塔基数的差异，而最终影响线路造价。在进行导线弧垂计算时，安全系数取2.5（扩径导线均为2.65），平均运行张力为导线破坏张力的25%，各种导线在高温情况下的弧垂列于下表：

500m档距下导线高温弧垂下的允许档距

由上表可以看出，采用边相6×JL/G1A-300/40，中相6×LGJK-310/50导线弧垂最差，采用6×JL/G1A-400/50、6×LGJK-310/50导线弧垂最好。

采用不同导线型号时的荷载变化情况列于下表。

不同导线型号时的荷载变化情况

由上表可以看出，边相6×JL/G1A-300/40，中相6×LGJK-310/50荷载最小，导线荷载越小，对杆塔设计越有利。特别是边相6×JL/G1A-300/40后，纵向张力，垂直荷载，水平荷载只有6×JL/G1A-400/50的75%、74%、86%。

9、经济比较

随着我国基础工程建设的规范化、市场化及追求工程效益最大化，工程建设从各个建设阶段、各参建单位独立分隔的情况向工程整体、综合、有机结合、统一实施的方面转化，为此提出了工程全寿命即全过程管理的概念。力求通过工程全寿命的管理，在满足工程基本功能的条件下，将工程全过程中各个阶段有机结合、统一实施，使其技术先进、安全可靠、经济合理、使用方便，并达到最佳的投入产出比。

本次基于全寿命周期理念作为原则。结合实际情况对年费用进行对比。

Tmax=5000小时导线的全寿命周期总年费用计算结果

Tmax=3000小时导线的全寿命周期总年费用计算结果

Tmax=1500小时导线的全寿命周期总年费用计算结果

从上表可以看出，750kV输电线路正常输送容量下，最大负荷利用小时数在3000-5000小时，仍然是6×JL/G1A-400/50钢芯铝绞线的年费用占优，但在局部偏远地区，最大负荷利用小时数很小，如新疆巴楚~莎车750kV输电线路最大输送功率1355MW,相当于负荷利用小时数仅1500小时，参考新疆地区上网电价0.25元/kwh，此时后两种导线占觉得优势。根据以往工程经验，其临界点在1800小时附近。

同时也可以看出，边相6×JL/G1A-300/40，中相6×LGJK-310/50导线方案中，导线投资节省较多，电阻与扩径导线6×LGJK-310/50相差很小，因此，年费用一直较扩径导线6×LGJK-310/50优。

10、总结

在所选择导线中，最大负荷利用小时数在1800小时以下时，三相异型截面（边相6×JL/G1A-300/40，中相6×LGJK-310/50）导线方案年费用最低。并且一直优于扩径导线6×LGJK-310/50。虽然该导线方案弧垂较钢芯铝绞线大1米，但铁塔外负荷较小，套用原铁塔时可以增大水平档距，减少铁塔数量，减少工程投资，还有较大的优化空间。该方案值得在负荷小时数低于1800小时的输电线路工程中运用。