750kV線路導(dǎo)線選型研究(最終版)

#/43導(dǎo)線電氣性能比較3.1導(dǎo)線載流量比較在事故運行方式下，交流輸電線路可能出現(xiàn)的最大容量由系統(tǒng)的過負(fù)荷能力所決定。導(dǎo)線載流量與導(dǎo)線所處氣象條件(環(huán)境溫度、風(fēng)速、日照強度)有關(guān)，在計算導(dǎo)線載流量時，應(yīng)使導(dǎo)線不超過某一溫度，目的在于使導(dǎo)線在長期運行或在事故條件下，由于導(dǎo)線的溫升，不致影響導(dǎo)線強度，以保證導(dǎo)線的使用壽命。根據(jù)《110kV?750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范(GB50545—2010),在系統(tǒng)最大輸送容量下，導(dǎo)線的允許溫度應(yīng)按以下規(guī)定取值：鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線宜采用70°C，必要時可采用80°C。根據(jù)系統(tǒng)條件，系統(tǒng)正常時單回線最大輸送功率O00MW,此時每相通過的電流為2431A；在事故時單回線最大輸送功率達(dá)到500MW,此時每相通過的電流為4456.7A,對初步選定的各種導(dǎo)線方案在最大輸送容量下導(dǎo)線的溫度見表3-1。表3-1各導(dǎo)線組合的允許載流量及溫升計算結(jié)果導(dǎo)線型號分裂根數(shù)電流密度(A/mm2)相導(dǎo)線允許電流70C(A)相導(dǎo)線允許電流80C(A)事故時導(dǎo)線溫度(C)自然功率(MW)JLK/G2A-630(720)/4540.9583548431682.12040LGJ-400/5061.0143996480075.42140JL(GD)/G1A-400/5061.0144050486074.72140JL/LHA1-220/23060.8984185504073.02140JLHA3-45060.8984229509272.52140LGJ-500/4560.8294495541869.62146JL(GD)/G1A-500/4560.8294554548469.12146JL/LHA1-365/16560.7614664563568.12146JLHA3-53060.7614664563668.12146注：計算條件為：氣溫:35、風(fēng)速：0.5m/s、W=lkW/m2。從計算結(jié)果可以看出，在正常3000MW的輸送容量下，以上各導(dǎo)線均滿足系統(tǒng)要求，在事故時5500MW容量下，4X630鋁截面導(dǎo)線最高溫度已超過80°，鑒于750kV線路各種導(dǎo)線的自然功率在2200MW左右，5500MW輸送容量的概率很小，不應(yīng)作為控制條件，各種導(dǎo)線方案只要滿足正常3000MW的輸送容量即可。從上表可看出，當(dāng)導(dǎo)線允許溫度從70￡上升至80^，導(dǎo)線載流量提高約1.20倍。為提高線路的輸送能力，降低工程造價，本工程導(dǎo)線允許載流量按80^控制。除了4分裂導(dǎo)線不滿足事故5500MW輸送容量外，其余導(dǎo)線均滿足系統(tǒng)要求。相同鋁截面下，6分裂導(dǎo)線比4分裂導(dǎo)線的極限輸送功率增加12%，節(jié)能導(dǎo)線比普通導(dǎo)線的極限輸送功率增加1.3~5.8%。3.2導(dǎo)線表面場強導(dǎo)線表面電場強度是導(dǎo)線選擇的最基本條件，導(dǎo)線表面電場強度過高將會引起導(dǎo)線全面電暈，不但電暈損耗急劇增加，而且會帶來其他如電磁環(huán)境影響等許多問題，所以在超高壓線路設(shè)計中必須限制導(dǎo)線表面電場強度，對于導(dǎo)線表面電場強度一般按照導(dǎo)線表面最大電場強度和導(dǎo)線起暈臨界電場強度的比值來控制。1)導(dǎo)線電暈臨界電場強度的計算本報告采用我院在西北330kV線路工程中一貫使用的修正eek公式進(jìn)行計算：Eo=30.3m6X(1+0.3/(r6)o.5)kV(峰值)/cm0其中，m-導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)；6-相對空氣密度；r0-導(dǎo)線半徑(cm)x-修正指數(shù)表3-2給出了各種導(dǎo)線方案在不同海拔下的起暈場強計算值，由于節(jié)能導(dǎo)線外徑與普通鋼芯鋁絞線相同，表中不再列出結(jié)果。表3-2各種導(dǎo)線方案起暈場強(kV/cm，峰值)導(dǎo)線型號分裂根數(shù)海拔高度(m)1000150020002500300035004000JLK/G2A-630(720)/45429.2228.6528.0927.5426.9826.4425.87LGJ-400/50630.0229.4528.9028.3427.7927.2526.68LGJ-500/45629.7729.1928.6428.0927.5326.9926.422)導(dǎo)線表面工作場強與臨界場強的比值導(dǎo)線表面最大工作場強取決于最高運行電壓，子導(dǎo)線直徑，相導(dǎo)線分裂形式及相間距離等，其計算方法較多，本文采用逐次鏡像法法進(jìn)行計算。計算得到的導(dǎo)線工作場強與臨界場強的比值見表3-3。表3-3導(dǎo)線工作場強與臨界場強的比值導(dǎo)線型號分裂根數(shù)Em/Eo1000150020002500300035004000JLK/G2A-630(720)/4540.850.870.890.900.920.940.96LGJ-400/5060.790.800.820.830.850.870.88LGJ-500/4560.740.760.770.790.800.820.84在超高壓線路中考察電暈影響程度的主要判據(jù)是導(dǎo)線表面工作場強與起始電暈場強的比值，導(dǎo)線電暈特性優(yōu)劣也最終取決于導(dǎo)線表面工作場強與導(dǎo)線臨界場強的比值,《110?750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》條文說明中建議導(dǎo)線表面電場強度Em不宜大于全面電暈電場強度Eo的80%?85%,根據(jù)我院在西北高海拔地區(qū)大量30kV線路的設(shè)計經(jīng)驗，對于修正peek公式計算的起始電暈場強,Em/Eo控制在0.88以下比較合理。從上表中可以看出：在總鋁截面相當(dāng)?shù)那闆r下，分裂根數(shù)越多，其電暈情況越好。增加導(dǎo)線分裂根數(shù)比增加導(dǎo)線截面更能改善電磁環(huán)境。對于6分裂導(dǎo)線，6X16^-400/50和6XLGJ-500/45均可以用到4000m海拔，6XLGJ-500/45導(dǎo)線的場強略小。對于4分裂導(dǎo)線，4XJLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線可以用到1500m。無線電干擾計算結(jié)果對于無線電干擾水平的預(yù)估，主要有三種方法，其一為半理論分析法，目前各國使用的較少；其二為比較法，即從已知線路的無線電干擾水平，通過線路參數(shù)比較，預(yù)估新線路的無線電干擾水平；其三為激發(fā)函數(shù)法，即利用在實驗籠內(nèi)的導(dǎo)線在“大雨”狀態(tài)下求得的激發(fā)函數(shù)，用以預(yù)估新線路的無線電干擾水平。除第一種方法使用較少外，其余兩種方法均有采用。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB15707-95建議采用方法二，并給出了預(yù)測公式，但從給出的公式看沒有考慮分裂導(dǎo)線根數(shù)的影響，一般認(rèn)為該公式僅適用于4分裂以下導(dǎo)線，是否適用于多分裂導(dǎo)線還有待研究。我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T691—1999《高壓架空送電線路無線電干擾計算方法附錄B中推薦了多分裂導(dǎo)線的無線電干擾計算方法，該方法為ISPR18—3和《345kV及以上輸電線路設(shè)計參考手冊》推薦的專門計算多分裂導(dǎo)線的激發(fā)函數(shù)法，該方法適用于多分裂導(dǎo)線型式，計算方法中給出了大雨時的無線電干擾值，好天氣的無線電干擾值由大雨時的值減去dB得到。采用激發(fā)函數(shù)法計算時，試驗地的海拔高度直接將其作為00m的值，其它海拔的值則根據(jù)海拔每升高00m,無線電干擾增加1dB加以修正。計算得到各種導(dǎo)線方案不同海拔高度下的無線電干擾值見3表-4。表3-4各導(dǎo)線的好天氣無線電干擾限值（dB）導(dǎo)線型號分裂根數(shù)海拔（m）1000150020002500300035004000JLK/G2A-630(720)/50453.354.956.658.359.961.663.3LGJ-400/50647.449.050.752.454.055.757.4LGJ-500/45646.347.949.651.352.954.656.3采用比較法計算得到各種導(dǎo)線方案不同海拔高度下的無線電干擾值見表3-5。表3-5各導(dǎo)線的雙80%無線電干擾限值（dB）導(dǎo)線型號分裂根數(shù)海拔（m）1000150020002500300035004000JLK/G2A-630(720)/50455.757.359.060.762.364.065.7LGJ-400/50647.248.850.552.253.855.557.2LGJ-500/45645.146.748.450.151.753.455.1本文按照雙80%情況58dB、好天氣55dB控制，從計算結(jié)果可以看出，6X400導(dǎo)線可以用到3000m海拔，6X500導(dǎo)線在3500m的海拔為54.6,在4000m海拔為56.3，由于計算條件中邊導(dǎo)線距中心8.1m,為1000m海拔的間隙值，在4000m海拔時距離21m左右，其無線電干擾值也能滿足好天氣55dB的要求，因此在3000-4000m海拔范圍內(nèi)可采用6X500導(dǎo)線。4XJLK/G2A-630（720）/50導(dǎo)線可以用到1500m海拔，但電磁環(huán)境情況要差一些。與以往750kV線路工程的結(jié)論一致?？陕犜肼曈嬎憬Y(jié)果超高壓架空送電線路上電暈所產(chǎn)生的可聽噪音強度取決于導(dǎo)線的幾何特性、電壓和天氣條件，當(dāng)超高壓架空送電線路的運行電壓在00kV以下時，基本無噪聲問題。當(dāng)運行電壓在00kV及以上時，可聽噪聲必須與無線電噪聲一起加以考慮，并且在許多情況下它對導(dǎo)線選擇起著更為重要的作用。由于在好天氣條件下，實際架空送電線路在工作場強下的電暈較小，因而其所產(chǎn)生的可聽噪聲也較低，一般平均好天氣可聽噪聲比大雨可聽噪聲低9dB。而在壞天氣（大雨、中雨、小雨、霧、雪條件下，導(dǎo)線上存在著大量的電暈源，使噪聲增加到相當(dāng)高的聲壓級，因此，壞天氣條件下的可聽噪聲水平是衡量架空送電線路整體噪聲水平的一個特征量。大雨（降雨強度范圍約在1.8?8.9cm/h間）情況下的可聽噪聲表征了高壓送電線路可聽噪聲的最大值。它受導(dǎo)線表面場強變化的影響及分裂導(dǎo)線幾何形狀的影響，大雨天氣在實際自然天氣情況中很少發(fā)生，而在中雨、小雨、霧、雪等天氣條件下的可聽噪聲更加令人討厭，所以我們用“濕導(dǎo)線可聽噪聲”來表征高壓送電線路可聽噪聲水平。1）可聽噪聲的計算國際上有許多國家的研究機構(gòu)對超高壓和特高壓輸電線路的可聽噪聲進(jìn)行過深入的研究，提出了各自的預(yù)測公式，但由于各自的實驗環(huán)境和條件不同，其預(yù)測公式的計算結(jié)果也存在差異，目前世界各國和我國比較常用的有《45kV及以上輸電線路設(shè)計參考手冊》推薦的預(yù)測公式，和美國BPA電力公司根據(jù)實驗研究結(jié)果推薦的預(yù)測公式，該兩個公式的計算理論基本相同，只是公式的表達(dá)和系數(shù)的取值有差別。BPA公司利用他的預(yù)測公式的結(jié)果與其他送電線路的實測結(jié)果作了比較，比較結(jié)果說明，預(yù)測值與實測值的誤差絕大多數(shù)僅dB左右，因此，我們認(rèn)為BPA公司的這個預(yù)測公式有較好的代表性和準(zhǔn)確性，所以本報告推薦采用BPA公式進(jìn)行可聽噪聲計算。2)可聽噪聲的計算結(jié)果本文采用BPA推薦的可聽噪聲預(yù)測公式，對各種導(dǎo)線分裂方式的可聽噪聲進(jìn)行了計算，其結(jié)果列入表3-6。表中是海拔1000m的數(shù)值，高海拔地區(qū)按照海拔每增加B00m,噪聲增加1dB進(jìn)行海拔修正。表3-6各導(dǎo)線組合方案的濕導(dǎo)線可聽噪聲計算結(jié)果導(dǎo)線型號分裂根數(shù)海拔(m)1000150020002500300035004000JLK/G2A-630(720)/50452.954.656.257.959.661.262.9LGJ-400/50648.249.851.553.254.856.558.2LGJ-500/45646.748.350.051.753.355.056.7根據(jù)可聽噪聲的計算結(jié)果4分裂導(dǎo)線中,4X720導(dǎo)線可用到1500m海拔，由于4X720導(dǎo)線的噪聲已接近限制，建議其用到000m海拔。對比4X720導(dǎo)線和6X400導(dǎo)線的計算結(jié)果,4X720導(dǎo)線的噪聲比6X400導(dǎo)線的要高4.7db，基本上相差一個噪聲等級電磁環(huán)境惡化嚴(yán)重。對于6分裂導(dǎo)線，6X400導(dǎo)線可以用到3000m海拔，6X500導(dǎo)線可以用到3500m海拔，由于計算條件中是1000m海拔下的塔頭尺寸，在3000m海拔下6X400導(dǎo)線邊線距中心約20m,4000m海拔下6X500導(dǎo)線邊線距中心約21m，計算的噪聲值分別為53.6db和55db，滿足限制55db的要求，因此建議3000m以下海拔用6X400導(dǎo)線，3000-4000m海拔用6X500導(dǎo)線。與以往750kV線路工程的結(jié)論一致。交流電阻損失比較單回交流輸電線路的電阻熱損失為：W=3N?12?r(3.2-1)Q￡wq——功率熱損耗(MW/km)；N——分裂根數(shù)；i――單回路每根導(dǎo)線的額定工作電流(kA)；r——導(dǎo)線的交流電阻(Q/km)。e根據(jù)本工程的系統(tǒng)條件，最大負(fù)荷利用小時數(shù)為3000、4000、5000時對應(yīng)的損耗小時數(shù)分別為1400、2200、3200小時，在計算時選取利用小時數(shù)為4000小時、在3000MW、2300MW和1500MW輸送容量下，各種導(dǎo)線的電阻損耗計算結(jié)果見表3-7。表3-74000利用小時不同輸送容量的電阻損耗導(dǎo)線型號分裂根數(shù)電阻損耗(萬kWh/km)3000MW2300MW1500MWJLK/G2A-630(720)/45448.5027.9911.71LGJ-400/50649.9428.8712.09JL(GD)/G1A-400/50648.4528.0211.73JL/LHA1-220/230646.3126.9411.36JLHA3-450645.3026.3511.12LGJ-500/45640.7723.659.93JL(GD)/G1A-500/45639.5522.949.64JL/LHA1-365/165638.5022.449.48JLHA3-530638.5922.509.51從上表可看出，4X630導(dǎo)線由于鋁截面略大于6X400導(dǎo)線，其電阻損耗略?。幌嗤鈴焦?jié)能導(dǎo)線的電阻損耗較普通鋼芯鋁絞線減小4%-10%，且隨著線路輸送容量的增加節(jié)能效益更明顯。3.6電暈損耗比較電暈損耗的大小與導(dǎo)線表面電場強度、導(dǎo)線表面狀況、氣象條件、海拔高度等因素有關(guān)。目前還未從理論上找到確切的計算方法。通常是依據(jù)大量的試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出所謂“經(jīng)驗公式，”或者作出通用計算曲線進(jìn)行近似計算。天氣情況對電暈損耗的影響極為關(guān)鍵而且難以確定根。據(jù)相關(guān)研究，相同條件下，雨、濕、雪天的電暈損耗約為好天氣的幾十倍，雨、霧凇天的電暈損耗可達(dá)好天氣的近百倍，因此不同地區(qū)線路的電暈損耗差別是巨大的。在本工程的可研設(shè)計階段，我院專門針對工程所在西北干旱地區(qū)的氣象特點，進(jìn)行了天氣情況的分析，收集到的沿線各個氣象臺的資料如表3-8。表3-8氣象臺的天氣資料天氣哈密紅柳河安西敦煌肅北冷湖大柴旦降水日數(shù)（雨/雪水量＞0.1mm）21.927.824.827.144.711.433.9降雪日數(shù)6.59.212.611.531.52.412.8積雪日數(shù)33.532.614.711.129.7425.7霧日數(shù)1.72.50.20.50.10.10.4雨霧淞日數(shù)4.32.40.70.90.10.20.6可研階段本工程線路總長度1099km,在新疆、甘肅和青海境內(nèi)的路徑長度分別為255km、551km和293km,所占比例為23%、50%和27%,將哈密、紅柳河和安西作為三省典型的氣象條件,按相應(yīng)的路徑長度比例進(jìn)行折算,考慮到導(dǎo)線積雪時由于導(dǎo)線發(fā)熱作用,將積雪日數(shù)減半折算到雨天內(nèi),并考慮30天的檢修時間,計算得到各種天氣小時數(shù)見表3-9。表3-9本工程氣象條件取值天氣合計（日）小時數(shù)/日小時數(shù)取值雨天39.66238240雪天9.565760雨霧淞2.481920在上表所述的天氣情況下,計算得到各種導(dǎo)線的電暈損耗見表3-10。表3-10各方案電暈損耗（萬kWh/km）導(dǎo)線型號分裂根數(shù)電暈損耗（萬kWh/km）1000150020002500300035004000JLK/G2A-630(720)/4549.9010.9312.0513.3114.7416.3018.18LGJ-400/5066.026.637.298.038.869.7710.86LGJ-500/4564.234.675.135.666.266.917.683.7不同導(dǎo)線的對地距離按照地面場強的要求，對于非居民區(qū)，離地面.5m處場強限定在10kV/m。不同導(dǎo)線方案要求的對地距離見表T1。表3-11不同導(dǎo)線的對地距離導(dǎo)線型號分裂根數(shù)非居民區(qū)(m)JLK/G2A-630(720)/45415.48LGJ-400/50616.04LGJ-500/45616.07從表中可以看出，在計算條件下,6分裂導(dǎo)線的對地距離在16m左右，4分裂導(dǎo)線的對地距離在15.5m左右，約高0.5m。3.7小結(jié)所選4X630、6X400和6X500均滿足3000MW正常輸送容量的要求；相同鋁截面下，6分裂導(dǎo)線比4分裂導(dǎo)線的極限輸送功率增加12%,節(jié)能導(dǎo)線比普通導(dǎo)線的極限輸送功率增加.3?5.8%；4XJLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線建議用到1000m海拔，3000m及以下海拔用6X400導(dǎo)線，3000-4000m海拔用6X500導(dǎo)線；相同外徑節(jié)能導(dǎo)線的電阻損耗較普通鋼芯鋁絞線減小4%-10%，且隨著線路輸送容量的增加節(jié)能效益更明顯。6分裂導(dǎo)線的對地距離比4分裂導(dǎo)線約高0.5m。導(dǎo)線機械特性比較4.1導(dǎo)線過載能力導(dǎo)線在稀有覆冰條件下，弧垂最低點的最大張力不應(yīng)超過其拉斷力的70%,按此條件可反算導(dǎo)線的覆冰過載能力。在導(dǎo)線覆冰厚度m時，不同代表檔距下各導(dǎo)線的覆冰過載能力見表4-1。表4-1導(dǎo)線過載能力表征表導(dǎo)線型號允許冰厚(mm)400m500m600m700mJLK/G2A-630(720)/4529.6527.3926.0425.16LGJ-400/5027.3225.0823.7122.81JL(GD)/G1A-4OO/5O27.3225.0823.7122.81JL/LHA1-220/23024.5322.3721.4820.97JLHA3-45025.1922.8721.7121.14LGJ-500/4527.3725.3424.1123.33JL(GD)/G1A-500/4527.3725.3424.1123.33JL/LHA1-365/16524.6822.8521.7621.19JLHA3-53027.3424.8323.2622.23從表中可以看出，大截面導(dǎo)線明顯過載能力強，在相同截面導(dǎo)線中，鋼芯鋁絞線過載能力較強，鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線過載能力較差，而且隨著代表檔距的增加過載能力下降較快。實際運行經(jīng)驗表明，過載能力強的導(dǎo)線在抗冰、風(fēng)過載時，不容易發(fā)生斷線、斷股，安全性高。4.2鋁部應(yīng)力導(dǎo)線外層鋁線應(yīng)力是考查導(dǎo)線耐疲勞特性的重要指標(biāo)，鋁線應(yīng)力越小，導(dǎo)線越不容易形成疲勞損傷如斷股等。對于鋼芯鋁絞線，正常運行時，由于鋼芯部分和鋁線部分的彈性模量、熱膨脹系數(shù)不一樣，導(dǎo)線應(yīng)力主要由鋼芯承擔(dān)，鋁線部分承擔(dān)的應(yīng)力較小。而對于鋁合金芯鋁絞線而言，由于鋁合金芯線和硬鋁線的彈性模量、熱膨脹系數(shù)基本一致，因此它們的應(yīng)力也基本一致。在500m代表檔距下，各導(dǎo)線鋁線應(yīng)力的計算結(jié)果見表-2。表4-2鋁部應(yīng)力及安全系數(shù)(N/mm2)導(dǎo)線型號鋁鋼比拉重比覆冰情況平均氣溫情況鋁部安全鋁部安全

應(yīng)力系數(shù)應(yīng)力系數(shù)JLK/G2A-630(720)/4514.737.8164.52.5649.73.32LGJ-400/507.718.3170.52.3453.63.08JL(GD)/G1A-4OO/5O7.718.3170.52.3453.63.08JL/LHA1-220/230/8.5674.62.2155.03.00JLHA3-450/8.8777.03.9057.05.26LGJ-500/4511.347.7565.62.5249.83.31JL(GD)/G1A-500/4511.347.7065.62.5249.83.31JL/LHA1-365/165/7.6265.62.5249.03.37JLHA3-530/8.8775.53.9857.05.26從表中可以看出，在節(jié)能導(dǎo)線與普通鋼芯鋁絞線導(dǎo)線的比較中，JLHA3-450鋁合金導(dǎo)線的應(yīng)力最大，雖然鋁合金絞線的抗拉強度大、安全系數(shù)高，但本工程沿線風(fēng)速較大，其抗振性能有待檢驗；鋁合金芯鋁絞線的鋁部應(yīng)力與普通鋼芯鋁絞線導(dǎo)線基本相當(dāng)。4.3導(dǎo)線弧垂導(dǎo)線的弧垂特性與導(dǎo)線的計算拉斷力、鋁鋼截面比、自重等因素有關(guān)。導(dǎo)線弧垂特性的優(yōu)劣決定線路鐵塔數(shù)量、呼高等的使用，從而影響到工程技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。各導(dǎo)線方案0°C弧垂計算結(jié)果見表4-3。表4-3不同導(dǎo)線的弧垂導(dǎo)線型號5mm冰區(qū)弧垂10mm冰區(qū)弧垂400m500m600m差值400m500m600m差值JLK/G2A-630(720)/4512.4018.6126.141.0912.4018.6126.140.97LGJ-400/5011.6717.5224.60011.6717.6425.190JL(GD)/G1A-400/5011.6717.5224.60011.6717.6425.190JL/LHA1-220/23011.6717.3824.85-0.1412.1818.7326.731.09JLHA3-45011.3516.8923.93-0.6311.7318.0525.770.41LGJ-500/4512.4518.7126.29012.4518.7426.680JL(GD)/G1A-500/4512.4518.7126.29012.4518.7426.680JL/LHA1-365/16512.7919.1626.870.4513.2220.2428.821.5JLHA3-53011.3516.8923.57-1.8211.3517.3724.74-1.37注：400導(dǎo)線以LGJ-400/50為基準(zhǔn)，500導(dǎo)線以LGJ-500/45為基準(zhǔn)，差值為500m檔距的值。從表中可以看出，5mm覆冰時，JLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線弧垂較LGJ-400/50大約1.1m；JLHA3-450全鋁合金絞線的弧垂較LGJ-400/50小0.6m,LGJ-400/5C、JL(GD)/G1A-400/50和JL/LHA1-220/230基本相當(dāng)；500截面導(dǎo)線中，JLHA3-530弧垂特性最好；JL(GD)/G1A-500/45與LGJ-500/45導(dǎo)線相同，JL/LHA1-365/165由于鋁合金截面較小，弧垂最大。鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線的覆冰能力較差，導(dǎo)線覆冰厚度增加后，其弧垂增加較快，建議在mm輕覆冰地區(qū)使用。4.4絕緣子強度不同導(dǎo)線要求的耐張絕緣子串強度以及不同懸垂串允許的垂直檔距見表4-4。表4-4不同絕緣子允許的垂直檔距導(dǎo)線型號分裂根數(shù)5mm冰區(qū)允許垂直檔距要求強度(T)耐張串強度1X21T2X16T2X21TJLK/G2A-630(720)/454561856112372.22X42TLGJ-400/506503766100683.32X42TJL(GD)/G1A-400/506503766100683.32X42TJL/LHA1-220/2306539822107970.72X42TJLHA3-4506539822107873.32X42TLGJ-500/45645769791586.72X53TJL(GD)/G1A-500/45645769791586.22X53TJL/LHA1-365/165648373696674.22X42TJLHA3-530648373696686.32X53T從表中可以看出，4X630導(dǎo)線較6X400導(dǎo)線要求的懸垂串強度和耐張串強度都低,6X400導(dǎo)線中鋼芯鋁絞線和節(jié)能導(dǎo)線要求的懸垂串強度和耐張串強度都相當(dāng)；X500導(dǎo)線中鋼芯鋁絞線和節(jié)能導(dǎo)線要求的懸垂串強度相當(dāng)，6XJL/LHA1-365/165導(dǎo)線由于拉斷力小，其要求耐張串強度為2X42T,其余導(dǎo)線均為2X53T。鐵塔荷載導(dǎo)線的荷載條件比較如表4-5。表4-5導(dǎo)線的荷載條件比導(dǎo)線型號水平荷載(N/m)垂直荷載(N/m)縱向張力(kN)大風(fēng)比值無冰比值有冰比值張力比值4XJLK/G2A-630(720)/4593.988%82.092%104.990%267.487%6XLGJ-400/50107.1100%88.9100%116.0100%308.6100%6XJL(GD)/G1A-400/50107.1100%88.9100%116.0100%308.4100%6XJL/LHA1-220/230107.1100%73.282%100.487%261.985%6XJLHA3-450107.1100%73.383%100.487%271.588%6XLGJ-500/45116.4100%99.3100%128.4100%321.3100%6XJL(GD)/G1A-500/45116.4100%99.3100%128.4100%319.399%6XJL/LHA1-365/165116.4100%86.387%115.490%274.986%6XJLHA3-530116.4100%86.387%115.590%319.8100%注：400導(dǎo)線以LGJ-400/50為基準(zhǔn),500導(dǎo)線以LGJ-500/45為基準(zhǔn)從上表比較可見，4XJLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線的水平荷載、垂直荷載和縱向張力均較6XLGJ-400/50導(dǎo)線小，因此其鐵塔較輕；在6X400導(dǎo)線中，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線JL(GD)/GlA-400/5O荷載和鋼芯鋁絞線LGJ-400/50荷載一樣;鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線水平荷載與LGJ-400/50相同，縱向張力較LGJ-400/50導(dǎo)線小，因此其轉(zhuǎn)角塔重量要輕；在6X500導(dǎo)線中，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線JL(GD)/GlA-500/45荷載和鋼芯鋁絞線LGJ-500/45荷載一樣；鋁合金芯鋁絞線水平荷載與LGJ-500/45相同，縱向張力較LGJ-500/45導(dǎo)線?。蝗X合金絞線水平荷載和縱向張力與LGJ-500/45相同，垂直荷載較LGJ-500/45導(dǎo)線小。塔頭尺寸導(dǎo)線風(fēng)偏角影響鐵塔橫擔(dān)長度，從而影響塔重，影響工程技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。各導(dǎo)線方案的大風(fēng)風(fēng)偏角計算結(jié)果及對橫擔(dān)長度的影響結(jié)果見表4-6。表4-6導(dǎo)線大風(fēng)風(fēng)偏角計算結(jié)果（kV=O.75）導(dǎo)線型號分裂根數(shù)大風(fēng)風(fēng)偏角（度）單側(cè)橫擔(dān)長度差值（m）JLK/G2A-630(720)/45456.01-0.2LGJ-400/50657.380JL(GD)/GlA-400/50657.380JL/LHA1-220/230661.960.8JLHA3-450661.930.8LGJ-500/45656.760JL(GD)/G1A-500/45656.760JL/LHA1-365/165660.160.5JLHA3-530660.150.5注：400導(dǎo)線以LGJ-400/50為基準(zhǔn)，500導(dǎo)線以LGJ-500/45為基準(zhǔn)從計算結(jié)論中可以看出，4XJLK/G2A-630（720）/45導(dǎo)線與6XLGJ-400/50導(dǎo)線和橫擔(dān)長度不大；在6X400和6X500導(dǎo)線中，節(jié)能導(dǎo)線與普通導(dǎo)線的橫擔(dān)長度差別也不大。4.7小結(jié)對參與比較的4XJLK/G2A-630（720）/45導(dǎo)線擴徑導(dǎo)線＞6X400.6X500普通鋼芯鋁絞線和節(jié)能導(dǎo)線的機械性能進(jìn)行總體比較如下：1）從各種導(dǎo)線的過載能力來看，大截面導(dǎo)線明顯過載能力強，在相同截面導(dǎo)線中，鋼芯鋁絞線過載能力較強，鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金導(dǎo)線過載能力較差，而且隨著代表檔距的增加過載能力下降較快，因此鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金導(dǎo)線適合在覆冰不嚴(yán)重地區(qū)使用；2）從鋁部（鋁合金）應(yīng)力來看，全鋁合金導(dǎo)線的應(yīng)力最大，雖然鋁合金絞線的抗拉強度大、安全系數(shù)高，但本工程沿線風(fēng)速較大，其抗振性能有待檢驗；鋁合金芯鋁絞線的鋁部應(yīng)力與普通鋼芯鋁絞線導(dǎo)線基本相當(dāng)。3)從導(dǎo)線弧垂來看，在4X630和6X400導(dǎo)線中，JLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線弧垂較LGJ-400/50大約1.1m；JLHA3-450全鋁合金絞線的弧垂最小，LGJ-400/50、JL(GD)/G1A-400/50和JL/LHA1-220/230基本相當(dāng)；在6X500截面導(dǎo)線中，JLHA3-530弧垂特性最好；JL(GD)/G1A-500/45與LGJ-500/45導(dǎo)線相同，JL/LHA1-365/165由于鋁合金截面較小，弧垂最大。從對絕緣子強度的選擇來看，4X630導(dǎo)線較6X400導(dǎo)線要求的懸垂串強度和耐張串強度都低；6X400導(dǎo)線中鋼芯鋁絞線和節(jié)能導(dǎo)線要求的懸垂串強度和耐張串強度都相當(dāng)；6X500導(dǎo)線中鋼芯鋁絞線和節(jié)能導(dǎo)線要求的懸垂串強度相當(dāng)，6XJL/LHA1-365/165導(dǎo)線要求耐張串強度為2X42T，其余導(dǎo)線均為2X53T。從鐵塔荷載來看，4XJLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線的鐵塔較6XLGJ-400/50導(dǎo)線的輕；在6X400導(dǎo)線中，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁絞線的鐵塔一樣；鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線的轉(zhuǎn)角塔重量較LGJ-400/50導(dǎo)線的輕；在6X500導(dǎo)線中，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁絞線鐵塔一樣；鋁合金芯鋁絞線的耐張塔較LGJ-500/45導(dǎo)線的輕；全鋁合金絞線的鐵塔與LGJ-500/45導(dǎo)線的相當(dāng)。5)從塔頭尺寸來看，4XJLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線和6XLGJ-400/50導(dǎo)線的塔頭尺寸相當(dāng)；在6X400和6X500導(dǎo)線中，三種節(jié)能導(dǎo)線與普通鋼芯鋁絞線的塔頭尺寸相當(dāng)。經(jīng)濟性比較由前所述，3000m以下海拔可用6X400導(dǎo)線，其中在1000m海拔及以下可用4XJLK/G2A-630（720）/45導(dǎo)線，在3000-4000m海拔用6X500導(dǎo)線。在同一設(shè)計條件下，由于導(dǎo)線機械特性、材質(zhì)各異，除導(dǎo)線本身的成本外，每公里線路桿塔基數(shù)、單位鋼耗量、絕緣子和附加金具的種類也略有差異，因而各種導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的靜態(tài)投資是不一樣的。5.1不同導(dǎo)線的工程造價按照電科院的資料，各種導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的每公里材料量及差價列于表5-1。表5-1導(dǎo)線的材料量及費用導(dǎo)線型號分裂根數(shù)單價（萬元/km）導(dǎo)線費用（萬元/km）差價（萬元/km）JLK/G2A-630(720)/4543.823147.250.92LGJ-400/5062.49946.330.00JL(GD)/G1A-400/5062.74150.824.49JL/LHA1-220/23062.50746.480.15JLHA3-45062.64248.982.65LGJ-500/4562.90353.820.00JL(GD)/G1A-500/4563.21059.515.69JL/LHA1-365/16562.88753.52-0.30JLHA3-53063.11157.683.86按照電科院所給各種參數(shù)導(dǎo)線的價格來看，鋁合金芯鋁絞線和等外徑的鋼芯鋁絞線等長度價格基本相當(dāng)；高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線較等外徑的鋼芯鋁絞線等長度價格貴10%；JLHA3-450全鋁合金絞線比LGJ-400/50鋼芯鋁絞線等長度價格貴5.7%,JLHA3-530全鋁合金絞線比LGJ-500/45鋼芯鋁絞線等長度價格貴7.2%。在31m/s風(fēng)速、5mm覆冰、1000m海拔條件下，不同導(dǎo)線的本體造價見表5-2。表5-2不同導(dǎo)線的本體造價導(dǎo)線型號分裂根數(shù)本體造價（萬元/km）JLK/G2A-630(720)/454186.2LGJ-400/506191.7JL(GD)/G1A-4OO/5O6196.2JL/LHA1-220/2306191.9JLHA3-4506194.4LGJ-500/456211.9JL(GD)/G1A-500/456217.6JL/LHA1-365/1656212.0JLHA3-5306214.85.2年費用法年費用法能反映工程投資的合理性、經(jīng)濟性，本文采用年費用最小法來進(jìn)行導(dǎo)線的經(jīng)濟。年費用包含初、次年費用、年運行維護(hù)費用、電能損耗費用及資金的利息，是將各方案按照資金的時間價值折算到某基準(zhǔn)年的總費用平均分布到項目運行期的各年，年費用低的方案在經(jīng)濟上最優(yōu)。按電力工業(yè)部（82）電計字第44號文《頒發(fā)“電力工程經(jīng)濟分析暫行條例”的通知》第十五條經(jīng)濟計算-年費行最小法。線路工程簡化計算公式為：折算到工程投運年的總投資：NF二Z?r?(1+NF二Z?7°——U+r)n—10NF年平均費用（萬元）（平均分布在m+l到m+n期間的n年NF內(nèi)）；n——工程的經(jīng)濟使用年限；Z——折算后的工程總投資（萬元）Z=￡Z?（1+r）m+1-tt0t=1t——從開工這一年起到計算年的年數(shù)；m——工程施工年數(shù)；Zt――第t年的建設(shè)投資（萬元）;電力工業(yè)投資回收率；卩折算年運行費用（萬元）,r?(1+r)n0?01t0t(1+r)一m_t=t0t=m+10t0——工程部分投產(chǎn)的年份；0(v、t=m+n卩=嚴(yán)—?乙u?11+r)m-t+乙(1+r)n-10運行費用（萬元）。ut根據(jù)本工程的實際情況，進(jìn)行最小年費用計算條件如下1）經(jīng)濟使用年限為30年，施工期按2年計，前一年投資為60％，后一年投資為40%。2）年最大損耗小時數(shù)按2200計。（本工程年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為3000-5000小時，取4000小時對應(yīng)的損耗小時數(shù)為2200）3）設(shè)備運行維護(hù)費率為1.4％。4）電力工程回收率按工程投資的8％計。5）電價根據(jù)新疆、甘肅和青海三省的情況，按照0.25元/度和0.3元/度計算。5.34分裂導(dǎo)線和6分裂導(dǎo)線的比較在3000MW、2300MW、1500MW輸送容量、4000利用小時數(shù)、0.25元/度和0.3元/度電價，各種導(dǎo)線年費用的大小見表-3。表5-3不同輸送容量的年費用（萬元/km）導(dǎo)線型號6XLGJ-400/504XJLK/G2A-630(720)/45本體投資（萬元/km）191.7186.22300MW電阻損耗(萬kwh/km)28.87427.990電暈損耗（萬kwh/km）6.029.900.25元/度3000MW38.22100.0%38.23100.0%2300MW32.49100.0%32.64100.5%1500MW27.92100.0%28.21101.0%0.3元/度3000MW41.27100.0%41.40100.3%2300MW34.39100.0%34.71100.9%1500MW28.91100.0%29.39101.7%在1500MW、2300MW和3000MW輸送容量、4000利用小時數(shù)、不同電價下，4分裂導(dǎo)線和6分裂導(dǎo)線年費用的大小見圖5T、5-2和5-3。1500MW/4000利用小時年費用—^LGJ-40CJ/50時價5很）1^5比熬升壬臨—^LGJ-40CJ/50時價5很）1^5比熬升壬臨-B-JLK/G2A-圖5-11500MW、4000負(fù)荷利用小時數(shù)的年費用2300IVIW/4000利用小時年費用42.00—LGJ-400/5□-■-JLK/G2A-42.00—LGJ-400/5□-■-JLK/G2A-藥叩緲450.150.2D0.250.300.350.400.45電價5/度)(￡>50旺隼升E哨圖5-22300MW、4000負(fù)荷利用小時數(shù)的年費用3000MW/4000利用小時年費用―LGJ400/50—■-JLK/G2A-―LGJ400/50—■-JLK/G2A-6301720J/45皚價〔元/度)(E<=「0還斜舟we圖5-33000MW、4000負(fù)荷利用小時數(shù)的年費用從上面的圖表可以看出，由于4XJLK/G2A-630(720)/45導(dǎo)線的電阻損耗較6XLGJ-400/50導(dǎo)線小，因此隨著輸送容量增加，其經(jīng)濟性較LGJ-400/50導(dǎo)線趨好；但LGJ-400/50導(dǎo)線由于總的電阻和電暈損耗小，因此隨著電價的增加，其經(jīng)濟性較4XJLK/G2A-630（720）/45導(dǎo)線好，在0.25-0.3元/度電價下，兩種導(dǎo)線經(jīng)濟性相差不大；在上表中也可以看出，4分裂導(dǎo)線的電阻損耗比6分裂導(dǎo)線略小，但電暈損耗為6分裂導(dǎo)線的1.6倍，隨著海拔的升高和天氣的變壞，4分裂導(dǎo)線的電暈損耗比6分裂導(dǎo)線的增加更為迅速。鑒于4分裂導(dǎo)線的初投資較小，年費用與6分裂導(dǎo)線相當(dāng)，推薦在1000m海拔以下、好天氣時間占全年95%以上的地區(qū)使用。5.46分裂400導(dǎo)線的比較在3000MW、2300MW、1500MW輸送容量、2200損耗小時數(shù)、0.25元/度和0.3元/度電價，6XLGJ-400/50鋼芯鋁絞線和其他節(jié)能導(dǎo)線年費用的大小見表5-4。表5-4不同輸送容量的年費用（萬元/km）導(dǎo)線型號LGJ-400/50JL(GD)/G1A-400/50JL/LHA1-220/230JLHA3-450本體投資（萬元/km）191.7196.2191.9194.42300MW電阻損耗(萬kwh/km)28.87428.0226.9426.35電暈損耗（萬kwh/km）6.026.026.026.020.25元/度3000MW37.43100%37.54100.3%36.4697.4%36.4897.5%2300MW31.69100%31.98100.9%31.1998.4%31.3298.8%1500MW27.12100%27.55101.6%26.9599.4%27.17100.2%0.3元/度3000MW40.47100%40.51100.1%39.3197.1%39.2797.0%2300MW33.59100%33.83100.7%32.9898.2%33.0898.5%1500MW28.11100%28.51101.4%27.8999.2%28.10100.0%

在1500MW、2300MW和3000MW輸送容量、4000利用小時數(shù)、不同電價下，4種導(dǎo)線年費用的大小見圖5-4、5-5和5-6。1500MW/4000利用小時年費用―LGJ-4OO/5O-―LGJ-4OO/5O-B-JL{GD)/G1A-400/50-^-JL/LHA1-220/230朮價（兀/度〉圖5-41500MW、4000負(fù)荷利用小時數(shù)的年費用2300MW/4000利用小時年費用LG.-40D/50T-」L(GD)/G1A-LG.-40D/50T-」L(GD)/G1A-400/50—」L/LHA1-220/230-^t-JLHAJ-450電價（元/度）圖5-52300MW、4000負(fù)荷利用小時數(shù)的年費用3OOOMW/4000利用小時年費圧T—L6-4DD/5G—JL(GD)/G1A-400/50T—L6-4DD/5G—JL(GD)/G1A-400/50—JL/LHA1220/230—<—」HA3-45C0.400.45D0DOdd.0042.0040.003S.OO3G.Q034.0032.0030.DO0.150.2D0.250.300.35電價(元/度)圖5-63000MW、4000負(fù)荷利用小時數(shù)的年費用從上面的圖表可以看出，隨著輸送容量的增加,JL/LHAl-220/230和JLHA3-450導(dǎo)線由于其鋁截面大、電阻率小，經(jīng)濟性趨好。在25?0.3元/度電價范圍內(nèi)，JL/LHA1-220/230導(dǎo)線年費用最小、JL(GD)/GlA-400/50導(dǎo)線年費用最大、JLHA3-450和LGJ-400/50導(dǎo)線居中。由于高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線JL(GD)/GlA-400/50較普通鋼芯鋁絞線LGJ-400/50等長度價格貴10%，而導(dǎo)線能力由61%IACS提高到63%IACS，提高的幅度較小，因此其經(jīng)濟性略差；全鋁合金絞線JLHA3-450比鋼芯鋁絞線LGJ-400/50等長度價格貴5.7%，但其電阻損耗較鋼芯鋁絞線LGJ-400/50降低9.6%，因此當(dāng)電價大于0.2元/度時，經(jīng)濟性較鋼芯鋁絞線LGJ-400/50好；鋁合金芯鋁絞線JL/LHA1-220/230與普通鋼芯鋁絞線LGJ-400/50等長度價格基本相當(dāng)，而電阻損耗較LGJ-400/50導(dǎo)線小，本體投資也相當(dāng)，因此其經(jīng)濟性最優(yōu)。5.56分裂500導(dǎo)線的比較在3000MW、2300MW、1500MW輸送容量、2200損耗小時數(shù)、0.25元/度和0.3元/度電價，6XLGJ-500/45鋼芯鋁絞線和其他節(jié)能導(dǎo)線年費用的大小見表5-5。表5-5不同輸送容量的年費用（萬元/km）導(dǎo)線型號LGJ-500/45JL(GD)/G1A-500/45JL/LHA1-365/165JLHA3-530本體投資（萬元/km）211.9217.6212214.82300MW電阻損耗(萬kwh/km)23.64822.94422.44522.498電暈損耗（萬kwh/km）4.234.234.234.230.25元/度3000MW36.78100%37.11100.9%36.1898.4%36.5399.3%2300MW32.12100%32.59101.5%31.8199.0%32.15100.1%1500MW28.39100%28.97102.0%28.2899.6%28.61100.8%0.3元/度3000MW39.23100%39.50100.7%38.5098.1%38.8699.0%2300MW33.64100%34.07101.3%33.2698.9%33.6099.9%1500MW29.16100%29.72101.9%29.0299.5%29.36100.7%在1500MW、2300MW和3000MW輸送容量、4000利用小時數(shù)、不同電價下，4種導(dǎo)線年費用的大小見圖5-7、5-8和5-9。

1500IVIW/4000利用小時年費用Y—LGJ-500/45-■-AfGDJ/GLA500/45Y—LGJ-500/45-■-AfGDJ/GLA500/45—JL/LH/M-365/165—-.LHA3-53O也價5/度）1^5比黑升壬嗎圖5-71500MW、4000負(fù)荷利用小時數(shù)的年費用2300IVIW/4000利用小時年費用―LGJ-500/45-U-A―LGJ-500/45-U-A(GDi/GIA-500/4.5