输电线路导线截面的选择
输电线路的截面宜根据系统需要按照经济电流密度选择,也可以根据系统输送容量,并结合不同导线的材料结构进行电气和机械特性等比选,通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。
1. 按照经济电流密度选择
输电线路的棕投资可分为与导线截面无关和有关两类费用。线路总投资费用可以表示为:
线路的年运行费用包括折旧费、检修维护费和管理费等,可用占总投资的百分比b 表示为
若不考虑电晕损失,线路的年电能损耗费用可以表示为
若投资回收年限为n ,则经济分析的年计算费用为:
则可以得出经济截面为:
则可以得出经济电流为:
经济电流密度值参考GB50545-2010 79页表格
2. 按年费用计算选择
架空线路的年费用
式中:
A-------年费用,万元/km;
I0-------总投资, 万元/km;
i------- 基准收益率;
n------- 线路工程经济使用期, 年
;
C------- 年经营费, 包括年维护费用和年电能损耗费用, 万元/km。
如果导线总截面过小,由于导线用量小、荷载轻,初始建设投资较省,但年损耗费用很大,在较短的运行年份里,就已抵偿了初始建设投资的减少,所以是不合适的。反之,如果导线总截面过大,虽年损耗费用较少,但由于导线用量大、荷载重,补偿初始建设投资所需的运行时间较长,也不经济。
3. 按导线允许载流量校验
控制导线允许载流量的主要依据是导线的最高工资允许温度,改温度主要由导线长期运行的强度损失和连接金具的发热而定。根据运行经验,导线的最高允许温度对钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线宜采用70℃,必要时可采用80℃ ,大跨越宜采用90℃ ;钢芯铝包钢绞线和铝包钢绞线 可采用80℃,大跨越可 采用100℃ ,或经实验决定;镀锌钢绞线可采用125℃。验算导线载流量时的环境气温采用最高气温月的最高平均气温、太阳辐射功率密度采用0.1W/cm^2,一般线路的计算风速采用0.5m/s,大跨越由于导线平均高度在30m 以上,风速要相应增加,故取0.6m/s。导线
允许载流量 公式如下:
更多关于导线允许载流量可以查阅 GB50545-2010 规程的83~87页。
4. 按电压损耗校验
在不考虑线路电压损耗的横分量时,线路电压、输送功率、功率因数、电压损耗百分数、导线电阻率及线路长度与导线截面的关系如下:
5. 按电晕条件校验
超高压输电线路的特点在于表面电场强度较高,当电场强度大到一定数值时 ,导线周围的空气就产生游离形成放电 ,即称这种现象为导线电晕。电晕要消耗电能 ,增加线损,对无线电和利用导线作高频通道的信号有干扰影响 ,在线路附近产生电晕可听噪音,对生态环境造成影响 ,产生电化学腐蚀及电晕武动等 ,还会产生有功功率损耗。导线的电晕随外加电压的升高而出现、加剧。导线表面开始发生局部放电时的电压,称为起始电晕电压。导线表面全面发生电晕 的电压,称为临界电晕电压,相应的电场强度称为临界电晕场强。 导线的临界电晕场强,与其直径、
表
面状况及大气条件等有关。清洁绞线在晴天的临界电晕场强为:
导线表面的电场强度不宜大于临界电晕场强的80%~85%,年平均电晕损失不宜大于线路电阻有功损失的20%。在海拔不超1000m 的可不验算电晕的导线最小外径应该符合下表( GB50545-2010 表5.0.2)
超高压输电线路每相导线的根数可采用单根,也可以采用多根分裂导线,具体由技术经济比较确定。采用分裂导线它除具有表面电位梯度小,电晕临界 电压高外,还要单位电抗小,其电气效果相当于缩短线路长度,单位导纳大,等于增加了无功补偿。我国220kV~300kV架空输电线路现在多采用2分裂,分裂间距为400mm ;500kV 架空输电线路除个别大跨越外均采用4分裂,分裂间距为450mm 。
导线截面选择除开按照以上就行选择确定外,还要满足无线电干扰限值及湿导线条件下的可听噪声限值的规定(见 GB50545-2010 表5.0.4~5)。
输电线路导线截面的选择
输电线路的截面宜根据系统需要按照经济电流密度选择,也可以根据系统输送容量,并结合不同导线的材料结构进行电气和机械特性等比选,通过年费用最小法进行综合技术经济比较后确定。
1. 按照经济电流密度选择
输电线路的棕投资可分为与导线截面无关和有关两类费用。线路总投资费用可以表示为:
线路的年运行费用包括折旧费、检修维护费和管理费等,可用占总投资的百分比b 表示为
若不考虑电晕损失,线路的年电能损耗费用可以表示为
若投资回收年限为n ,则经济分析的年计算费用为:
则可以得出经济截面为:
则可以得出经济电流为:
经济电流密度值参考GB50545-2010 79页表格
2. 按年费用计算选择
架空线路的年费用
式中:
A-------年费用,万元/km;
I0-------总投资, 万元/km;
i------- 基准收益率;
n------- 线路工程经济使用期, 年
;
C------- 年经营费, 包括年维护费用和年电能损耗费用, 万元/km。
如果导线总截面过小,由于导线用量小、荷载轻,初始建设投资较省,但年损耗费用很大,在较短的运行年份里,就已抵偿了初始建设投资的减少,所以是不合适的。反之,如果导线总截面过大,虽年损耗费用较少,但由于导线用量大、荷载重,补偿初始建设投资所需的运行时间较长,也不经济。
3. 按导线允许载流量校验
控制导线允许载流量的主要依据是导线的最高工资允许温度,改温度主要由导线长期运行的强度损失和连接金具的发热而定。根据运行经验,导线的最高允许温度对钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线宜采用70℃,必要时可采用80℃ ,大跨越宜采用90℃ ;钢芯铝包钢绞线和铝包钢绞线 可采用80℃,大跨越可 采用100℃ ,或经实验决定;镀锌钢绞线可采用125℃。验算导线载流量时的环境气温采用最高气温月的最高平均气温、太阳辐射功率密度采用0.1W/cm^2,一般线路的计算风速采用0.5m/s,大跨越由于导线平均高度在30m 以上,风速要相应增加,故取0.6m/s。导线
允许载流量 公式如下:
更多关于导线允许载流量可以查阅 GB50545-2010 规程的83~87页。
4. 按电压损耗校验
在不考虑线路电压损耗的横分量时,线路电压、输送功率、功率因数、电压损耗百分数、导线电阻率及线路长度与导线截面的关系如下:
5. 按电晕条件校验
超高压输电线路的特点在于表面电场强度较高,当电场强度大到一定数值时 ,导线周围的空气就产生游离形成放电 ,即称这种现象为导线电晕。电晕要消耗电能 ,增加线损,对无线电和利用导线作高频通道的信号有干扰影响 ,在线路附近产生电晕可听噪音,对生态环境造成影响 ,产生电化学腐蚀及电晕武动等 ,还会产生有功功率损耗。导线的电晕随外加电压的升高而出现、加剧。导线表面开始发生局部放电时的电压,称为起始电晕电压。导线表面全面发生电晕 的电压,称为临界电晕电压,相应的电场强度称为临界电晕场强。 导线的临界电晕场强,与其直径、
表
面状况及大气条件等有关。清洁绞线在晴天的临界电晕场强为:
导线表面的电场强度不宜大于临界电晕场强的80%~85%,年平均电晕损失不宜大于线路电阻有功损失的20%。在海拔不超1000m 的可不验算电晕的导线最小外径应该符合下表( GB50545-2010 表5.0.2)
超高压输电线路每相导线的根数可采用单根,也可以采用多根分裂导线,具体由技术经济比较确定。采用分裂导线它除具有表面电位梯度小,电晕临界 电压高外,还要单位电抗小,其电气效果相当于缩短线路长度,单位导纳大,等于增加了无功补偿。我国220kV~300kV架空输电线路现在多采用2分裂,分裂间距为400mm ;500kV 架空输电线路除个别大跨越外均采用4分裂,分裂间距为450mm 。
导线截面选择除开按照以上就行选择确定外,还要满足无线电干扰限值及湿导线条件下的可听噪声限值的规定(见 GB50545-2010 表5.0.4~5)。