綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案(110kV)解析

匯匯聚金點(diǎn)構(gòu)筑標(biāo)準(zhǔn)司基建“金點(diǎn)獎”大賽節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案CSG-110B-3B24GND方案(戶內(nèi)GIS)珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司簽署頁第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案序網(wǎng)公司的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)及典型造價(V1.0)版提供參考和借鑒。方電網(wǎng)公司正在編制的變電站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)及典型造價(V1.0)版，對于落站工快工。我公司積極響應(yīng)首屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽活動主題，準(zhǔn)設(shè)計(jì)及典型造價(V1.0)版的編制作出我們力所能及的貢獻(xiàn)。珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案前言本次參賽的CSG-110B-3B24GND標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案(戶內(nèi)GIS)是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的總體框架內(nèi)，針對南方電網(wǎng)的建設(shè)踐過程中遇到的情況，多次組織設(shè)計(jì)工作組成討論，綜合了多方面的合理意見和建議，使設(shè)、代表性、通用性和實(shí)用性。和評委批評指正。第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司摘要本方案響應(yīng)第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案參賽要求，按照給定的自然條件和電力系統(tǒng)條件，選取了可能鋼芯鋁絞線為基準(zhǔn)，進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定合理的導(dǎo)線型式，推i第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司 ii第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司 1第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司1工程概況1.1線路概況1.3設(shè)計(jì)氣象條件項(xiàng)項(xiàng)目冰000000(m/s)0000-10-52第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司00ms)52導(dǎo)線結(jié)構(gòu)及型號選擇本設(shè)計(jì)方案導(dǎo)線選型重點(diǎn)比較新型節(jié)能導(dǎo)線與常規(guī)導(dǎo)線的技術(shù)性與經(jīng)(1)鋼芯鋁絞線(2)鋁包鋼芯鋁絞線優(yōu)良特性集于一體，具有導(dǎo)線性3珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案且與空氣中的水氣隔離絕緣，提高了導(dǎo)線的抗腐蝕能力。但本工程沿線基為將更多的新技術(shù)、新材料、新工藝應(yīng)用到電網(wǎng)建設(shè)中，針對本次參賽的工程情況，本方案選擇了鋁合金芯成型鋁絞線、鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線、鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線、中強(qiáng)度鋁合金絞線等四種新型導(dǎo)線進(jìn)行分析(1)鋁合金芯成型鋁絞線鋁合金芯成型鋁絞線是采用高強(qiáng)度鋁合金芯替代鋼芯鋁絞線中的鋼芯 (某些導(dǎo)線是替代鋼芯和一部分鋁線)，導(dǎo)線外部鋁線采用型線結(jié)構(gòu)。當(dāng)上述兩種導(dǎo)線總截面相等時，用成型鋁絞線結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線的外徑更小，減少導(dǎo)線外徑小。采用型線絞制結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線外徑偏小，線路在運(yùn)行過程中風(fēng)偏角較小，可獲得較小的風(fēng)荷載和覆冰荷載。由于外層為型線結(jié)構(gòu)，導(dǎo)4第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案(2)鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線基體材質(zhì)，可避免由于磁滯損耗和渦流損耗帶來的電能損失，對于輸電線路的節(jié)能降耗具有積極的意義。同時鋁合金芯鋁絞線的單一鋁基體材質(zhì)， (3)鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線鋁的導(dǎo)電率除了與鋁的狀態(tài)(硬態(tài)、軟態(tài))外，與鋁的純度也相關(guān)。5第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司粒細(xì)化、鋁線冷拉拔過程的低條件與普通鋼芯鋁絞線完全一致。根據(jù)目前制造成本及合 (4)中強(qiáng)度鋁合金絞線理工藝生產(chǎn)的鋁合金導(dǎo)電率可達(dá)6第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司導(dǎo)線導(dǎo)線型號根×直徑截面積鋁(鋁合金)鋼(鋁合金)鋼(鋁金)/鋁(鋁合金)總截面鋁(鋁合金)導(dǎo)電率鋁/鋼(鋁合金)面比km計(jì)算拉斷力(N)JL1/LHA199HA//7第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案導(dǎo)線型號拉力單重比(km)20℃直流電阻(Ω/km)珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司JL1/LHA13導(dǎo)線電氣性能比較線路電磁環(huán)境影響主要取決于電壓等級、導(dǎo)地線布置、導(dǎo)線外徑、分裂數(shù)、分裂半徑和表面粗糙度。對于同截面的普通鋼芯鋁絞線和新型節(jié)能導(dǎo)線，直徑略有差異，當(dāng)其他參數(shù)想同時，各種導(dǎo)線電磁環(huán)境影響基本相3.2相關(guān)計(jì)算方式及參數(shù)取值(1)導(dǎo)線允許載流量I=(W+W一W)/R'RFSt式中:I——允許載流量(A)；R——允許溫度時導(dǎo)線的交流電阻(Ω/m)。R11aa8第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司W(wǎng)m9——導(dǎo)線表面的平均溫升45(℃)，9a——環(huán)境溫度取最高氣溫月的平均氣溫30(℃)。Fffa+9.6(9+9/2)108a——導(dǎo)線表面空氣層的運(yùn)動粘度(m2/s)；W=aJDS(2)導(dǎo)線電能損耗當(dāng)相導(dǎo)線分裂型式以及子導(dǎo)線外徑均相同時，三類節(jié)能導(dǎo)線與普通鋼1)首先需計(jì)算在運(yùn)行溫度下的單導(dǎo)線直流電阻RDCR=R(1+a(T20))DC209第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司電阻溫度系數(shù)α取值時，硬鋁線(61%IACS)取0.00403；硬鋁線 (61.5%IACS)取0.00405；高導(dǎo)硬鋁線(62.5%、63%IACS)取0.00416；RRRRRRRR即為交直流電阻比k。其中，對于單一絞合線(鋁合金線、鋁合金芯鋁絞線)DC對于復(fù)合絞線(鋁線+鋼線)D+2D8幾f(DD)D+D(D+D)RD+D(D+D)R1212DCD—D—第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司對于單一絞線(鋁合金線、鋁合金芯鋁絞線)、復(fù)合絞線(鋁線+鋼線)y=IAI=(wR+wFwS)R'AC1第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司276~523.5A。在事故運(yùn)行方式下，交流輸電線路可能出現(xiàn)的最大容量由系在第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司于使導(dǎo)線在長期運(yùn)行或在事故條件下，由于導(dǎo)線的溫升，不致影響導(dǎo)線強(qiáng)度，以保證導(dǎo)線的使用壽命。計(jì)算中環(huán)境溫度為最高氣溫月的平均氣溫，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蠼y(tǒng)計(jì)資料，322(A/相)80℃送功率均能滿足系統(tǒng)要求，各種導(dǎo)線的載流量和極限輸送功率相差不大，QeW式中：Q——功率熱損耗(MW/km)；第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司I——單回路每根導(dǎo)線的額定工作電流(A)；導(dǎo)線型導(dǎo)線型號電阻輸損送耗容量注：1.環(huán)境溫度均為本地年平均氣溫(15℃)。從表3.4-1可看出，交流電阻熱損耗相差不大，相對普通鋼芯鋁絞線AA率較大的線路其節(jié)能效益更明顯。4導(dǎo)線機(jī)電特性第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案Ldbm%)JL/G1A珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司JLHA3JL1/LHA1JL4/G1A0差值比(%)差值比(%)JL1/LHA1JL/G1AJL4(/G1A00JLHA3JL1/LHA1JL4/G1AJL/G1AJLHA3第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司需單獨(dú)計(jì)算，它關(guān)系到鋁股的絞時，芯線和導(dǎo)種導(dǎo)線方案的各層應(yīng)力說的鋼鋁比)的輸電線路不可避免要發(fā)生微風(fēng)振動，嚴(yán)重的振動會導(dǎo)致導(dǎo)線的疲勞斷股或斷線，且隨著鋁(鋁合金)部應(yīng)力的提高而使振動斷股發(fā)生的可能性鋼芯鋁絞線和高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線的外層鋁線應(yīng)力安全系數(shù)及單股應(yīng)第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司伸長的處理一般采用降溫法，根。數(shù)在規(guī)范中未給出，應(yīng)據(jù)某廠同型導(dǎo)線樣品的蠕變試驗(yàn)結(jié)果(如圖4.6-1、2)進(jìn)行分析，第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司驗(yàn)，以確定架線設(shè)計(jì)采用的使設(shè)方式。交跨物控制，檔距難以放開，只大的優(yōu)勢無法發(fā)揮，且耐張用中強(qiáng)度鋁合金絞線時宜放的水平，同時可以起到進(jìn)一第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司有所降低。故在此類區(qū)段應(yīng)用中強(qiáng)度鋁合金絞線時宜按正常張力使用(K=2.5/Tcp=25%)，以降低桿塔高(1)在力學(xué)特性方面，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線與普通(2)鋁合金芯鋁絞線采用高強(qiáng)度鋁合金芯替代普通鋼芯鋁絞線中的鋼區(qū)分不同情況決定是否放松張力(4)從機(jī)械、電氣性能來看，所選的節(jié)能導(dǎo)線均能夠適用于本工程。5新型導(dǎo)線對標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)桿塔的適應(yīng)性5.1桿塔條件根據(jù)所選的節(jié)能導(dǎo)線類型，結(jié)合工程氣象條件地形特點(diǎn)等，本方案采第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司鋼芯鋁絞線的金具總體上對三類節(jié)能用第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司D2(kg)NY-335LL1D2R1L第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司D(kg)L導(dǎo)線無區(qū)別，可根據(jù)截面JL1/LHA1導(dǎo)線結(jié)構(gòu)JL4/G1AJL/G1AJLHA3JLHA35的垂直荷載相對較小，導(dǎo)線風(fēng)偏角相對較大，可5.4桿塔荷載的影響為比較各種導(dǎo)線對鐵塔的影響情況，現(xiàn)將四種導(dǎo)線型式荷載情況列入2第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案導(dǎo)線結(jié)構(gòu)水平荷載(大N風(fēng)時)%垂直荷載(覆N冰時)%相導(dǎo)線最大N力Tn%設(shè)計(jì)安全系數(shù)JL4/G1A-300/25縱向最大張%TnN％珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司JLHA3-335從水平荷載來看，在四種導(dǎo)線型式中，因?yàn)樗姆N導(dǎo)線直徑一樣大，四直線塔耗鋼量主要與導(dǎo)線水平荷載、橫擔(dān)長度及導(dǎo)線弧垂有關(guān)，而耐通過對四種不同導(dǎo)線結(jié)構(gòu)綜合分析，鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線JL/G1A-300/25珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案算耗鋼量居中。從四種導(dǎo)線的高溫度弧垂來看，高溫最大弧垂與最小弧垂四種型式導(dǎo)線均能滿足本工程氣象區(qū)的機(jī)械強(qiáng)度和機(jī)械特性的要求；5.5基礎(chǔ)選型質(zhì)及地形條件，因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理地選擇基礎(chǔ)型式，不僅可降低工程成位情況況(如砂、石、水等)性珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案不同的基礎(chǔ)型式具有不同的特點(diǎn)，承載能力、材料耗量、土石方量以及對環(huán)境的影響等各不相同；對輸電線路而言，各個塔位的微地形相當(dāng)復(fù)雜，這需要設(shè)計(jì)根據(jù)塔位不同的地質(zhì)、地形及周邊環(huán)境來選擇適宜的基礎(chǔ)根據(jù)上述原則，結(jié)合第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案給定的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)條件，以及本工程推薦采用的計(jì)算與階梯基礎(chǔ)相同。與剛性基礎(chǔ)相比，直柱板式基礎(chǔ)具有消耗混凝土量天然原狀土的強(qiáng)度，不僅具有良好的抗撥性能,而且具有較大的橫向承載全線基礎(chǔ)參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)詳見《基礎(chǔ)一覽圖》(附圖2)第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司6導(dǎo)線方案投資分析及全壽命周期分析JLJL1/LHA1導(dǎo)線型號JLHA3tkm5.1第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司然導(dǎo)線風(fēng)偏角較大，綜合計(jì)算耗鋼量最?。讳X合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案20℃直流電阻(Ω/km)單位長度電阻損耗(kW/km)年損耗小時數(shù)(小時)年損耗費(fèi)用差值(萬元/km)年損耗費(fèi)用差值(萬元/km)年損耗費(fèi)用差值(萬元/km)年損耗費(fèi)用差值(萬元/km)當(dāng)?shù)貙?shí)際上網(wǎng)電價(0.3元/kW.h)當(dāng)?shù)貙?shí)際上網(wǎng)電價(0.4元/kW.h)當(dāng)?shù)貙?shí)際上網(wǎng)電價(0.5元/kW.h)當(dāng)?shù)貙?shí)際上網(wǎng)電價(0.6元/kW.h)本體投資(萬元/km)投資差額(萬元/km)A第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司分布到項(xiàng)目運(yùn)行期的各Z程總投資(萬元)，t0Z——第t年的建設(shè)投資(萬元)；tr——電力工業(yè)投資回收率；0式中：t——工程部分投產(chǎn)的年份；0 第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司u)。t第三第三屆南方電網(wǎng)公司基建“金點(diǎn)獎”大賽綠色線路節(jié)能導(dǎo)線設(shè)計(jì)方案珠海華成電力設(shè)計(jì)院有限公司JLJL/G1AJL4/G1AJL1/LHA1JLHA3導(dǎo)線型號35km53.0254.5552.8353.49km31.8132.7331.7032.09km21.2121.8221.1321.40km60.01