双分裂导线在500kV重冰区线路中的应用
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【摘要】 湖北江坪河水电站500kV送出线路30mm冰区长达50km，为保证该线路的安全可靠和经济合理，本文从导线截面和分裂型式，及输送容量、电磁环境、机械特性及工程投资等方面系统地介绍了该线路的导线选型论证。采用双分裂大截面导线，电磁环境能满足规程要求;机械性能双分裂导线方案明显优于四分裂导线方案，且显著节省投资。故推荐该线路30 mm重冰区线段采用双分裂大截面导线。
Double split conductor in the application of the 500 kv heavy ice line
Hubei electric power survey and design institute Tang Yan Liu Yang
pick to：Jiang Ping river water power station of hubei province 500 kv send line 30 mm ice up to 50 km，to ensure the safe and reliable and reasonable economy of the line，from the conductor cross section and split type，and transportation capacity，electromagnetic environment，the respect such as mechanical properties and engineering investment systematically introduces the line cable type arguments.Adopts double split large cross-section wire，electromagnetic environment can satisfy the requirement of regulations; Mechanical properties of double split conductor scheme was better than four split conductor，save investment and significant.Therefore，recommended the line 30 mm heavy ice line adopts double split large cross-section wire.
引言
2008年年初，我国南方大部分地区遭遇了罕见的大范围低温、雨雪和凝冻极端天气。输变电设施覆冰积雪极为严重，输电线路发生了大面积冰闪跳闸和倒塔断线事故，电网所受到的威胁和损害无论从范围还是持续时间上都是史无前例的。
本文分别从电场环境、机械性能等方面对重冰区导线的截面和分裂型式进行研究，并基于导线、杆塔和基础的材料用量等详细分析比较了各种导线方案的线路造价差，确定合理的导线方案。
1.概述
恩施州位于湖北省西南部，大部分地区为山区，平均海拔在1000m以上。在2004年和2008年的冰灾中，恩施电网遭受重创。
江坪河水电站位于舅干流上游河段，恩施州鹤峰县走马镇阳河乡。本线路需将江坪河（2×225MW）、淋溪河（2×90MW）水电站接入系统。线路总长94km。线路大部分处于高山大岭，地形条件极为恶劣。通过对当地电力公司及沿线村民调查，经分析计算，线路所经地区覆冰厚度在30mm冰区的路径长度约为50km。
2.导线型号及分裂型式的选择
2.1 导线的比较方案
根据系统的要求，本线路经济输送容量为540MW，极限传输容量为630MW，由此可得每相导线经济输送电流为 0.624kA，按经济电流密度0.9A/mm2的参考值估算，每相导线的铝截面不小于700 mm2。
根据国内超高压输电线路的导线实际选用情况，本线路可选择四分裂和双分裂两种导线分裂方式。结合以往导线应用经验，30mm的重冰区的导线材质推荐采用铝包钢芯铝合金导线。现选择表1所示的5种导线型号作为比较方案，并计算出各种导线相应的允许电流值和极限输送功率。本表计算条件为风速0.5m/s，太阳辐射功率密度0.1W/cm2，环境温度为25°，导线允许温度为80℃。
由表1可知，所有导线极限传输功率值均大于要求值。
2.2 电磁环境的计算
根据规程要求，导线表面最大电场强度不宜大于导线起晕场强的85%，以避免导线出现全面电晕。本工程选择有代表性的海拔高度1500m和1800m，采用I型绝缘子串型式对5种导线方案进行计算。计算结果见表2。
由表2可见，只有2×800mm2和4×300mm2的导线方案能满足表面最大场强与导线起晕场强的比值小于0.85。
计算各种导线方案无线电干扰和可听噪声，具体结果见表3。
从表3的计算结果表明，除了2×300mm2的导线外，各种方案均能满足55dB标准的要求。
计算各种导线的方案在不同的海拔下的电晕损失，具体结果见表4。
表4计算结果表明，电晕损失随着海拔高度的增加而增加，随着子导线直径的增大而减小。
根据以上电磁环境计算结果可知，导线采用4×300mm2方案及2×800mm2方案均能满足电磁环境的要求。
2.3 机械性能比较
2.3.1 物理参数
每相导线选择2×JLHA1/LB1A-800/100和4×JLHA1/LB1A-300/70两种导线进行比较。导线的安全系数都取2.5。以上两种导线具体的机械物理特性如表5所示。
表5 导线的机械物理特性表
物理参数 JLHA1/LB1A-800/100 JLHA1/ LB1A -300/70
结构股数/直径（mm） 铝（铝合金） 54/4.33 30/3.6
钢（铝包钢） 19/2.60 7/3.6
计算截面（mm2） 铝（铝合金） 796 305.36
钢（铝包钢） 101 71.25
总计 896 376.61
铝钢截面比 7.88 4.29
外径（mm） 39 25.2
单位质量（千克/km） 2867.4 1315
计算拉断力（N） 371500 177413
直流电阻（Ω/km） 0.0403 0.1007
表6 导线采购费用比较表
比较项目 JLHA1/LB1A-800/100 JLHA1/ LB1A -300/70
单位长度质量/（t/km） 2.8674 1.315
每千米线路耗用量/（t/km） 17.37 16.25
导线单价/（万元/t） 26000 24000
每千米线路导线采购费用/
（万元/km） 45.16 39
每千米线路导线采购费用差值/
（万元/km） 6.16 0
表7 导线弧垂对工程投资的影响
比较项目 2×JLHA1/LB1A-800/100 4×JLHA1/ LB1A -300/70
导线的安全系数 2.5 2.5
档距350m时的弧垂/m 8.9 11.14
档距400m时的弧垂/m 11.7 15.14
档距450m时的弧垂/m 14.83 19.68
每千米增加塔质量/（t/km） -16.9 0
每千米增加基础方量/（m3/km） -12.26 0
每千米本体投资差值/万元 -19.35 0
表8 导线荷载对工程投资的影响
比较项目 2×JLHA1/LB1A-800/100 4×JLHA1/LB1A-300/70
最大设计冰厚 水平荷载（N/m） 2×16.3832 4×14.0995
垂直荷载（N/m） 2×85.5158 4×58.8127
纵向张力荷载（kN） 2×148.6 4×70.965
最大设计风速 水平荷载（N/m） 2×14.3763 4×9.2893
垂直荷载（N/m） 2×28.1196 4×12.8975
纵向张力荷载（kN） 2×76.833 4×23.097
每千米增加塔质量/（t/km） -14.74 0
每千米增加基础方量/（m3/km） -14.58 0
每千米本体投资差值/万元 -17.65 0
2.3.2 导线采购费用比较
根据各种导线的最新参考报价，导线的采购费用见表6。
从表6中可见，使用JLHA1/LB1A-800/100比JLHA1/LB1A-300/70的导线本体费用多6.16万元。
2.3.3 导线弧垂对工程投资的影响
最大设计冰厚取30mm时，2种导线在代表档距400m，实际档距为350m、400m和450m时的最大弧垂见表7。
从表7中可见，JLHA1/ LB1A -300/70导线弧垂较JLHA1/LB1A-800/100导线大，故相应的杆塔较高，铁塔重量和基础费用都将增大。
2.3.4 导线荷载对工程投资的影响
两种导线在代表档距为400米时每相导线的荷载对比见表8。
由于在最大覆冰或不均匀覆冰工况下双分裂大截面导线的综合荷载仅为四分裂小截面导线的69%。因此选用双分裂大截面导线方案可以减小铁塔质量及基础方量，降低工程投资。
2.3.5 过载能力比较
按照导线张力达到70%保证拉断力的限值计算导线的容许过载冰厚，结果如表11。
表9 导线过载的校验冰厚
比较项目 JLHA1/LB1A-800/100 JLHA1/LB1A -300/70
导线安全系数 2.5 2.5
代表档距450m时的校核冰厚/mm 57.29 51.09
代表档距500m时的校核冰厚/mm 55.59 50.31
表10 电能和电晕损失比较
比较项目 2×JLHA1/LB1A-800/100 4×JLHA1/LB1A -300/70
电能单位损失（kw/km） 31.99 39.96
电晕单位损失（kw/km） 2.3 1.78
比较 -7.45 0
损失总费用比较/万元
（30年，3500小时，0.25元/度） -977 0
由表9结果可见，JLHA1/LB1A-800/100的导线过载能力较大。
2.3.6 电能和电晕损失比较
由表10可以看出，采用2×JLHA1/LB1A-800/100较4×JLHA1/LB1A-300/70运行损失费用少977万元（30年）。
2.3.7 初始投资比较
将2种线型的本体投资比较汇总如表12所示。采用JLHA1/LB1A-800/100的导线具有最佳经济特性，而采用JLHA1/ LB1A-300/70的经济性较差。
表11 30mm冰区每千米投资比较
比较项目 JLHA1/LB1A-800/100 JLHA1/ LB1A -300/70
导线采购费用差/（万元/km） 6.16 0
导线弧垂对工程投资的影响/
（万元/km） -19.35 0
导线荷载对工程投资的影响/
（万元/km） -17.65 0
总的经济比较/（万元/km） -30.84 0
50km 的30mm冰区本体投资的
（万元） -1542 0
3.结论
（1）从电磁环境的计算结果来看，2×JLHA1/LB1A-800/100导线及4×JLHA1/ LB1A -300/70导线均满足要求。
（2）从机械性能来看，双分裂大截面导线明显优于四分裂小截面导线。
（3）从经济性来看，初始投资，双分裂大截面导线较四分裂小截面导线每千米降低本体投资30.84万元，本线路50km的30mm重冰区，共可节省约1542万元。
（4）从电能损失来看，双分裂大截面导线较四分裂小截面导线30年节省977万元。
因此，推荐本线路30mm重冰区导线采用2×JLHA1/LB1A-800/100铝包钢芯铝合金绞线，其技术先进性和良好的经济性为今后重冰区线路的导线选型提供了参考和借鉴。
参考文献
[1]叶鸿声，毛庆传等.铝包钢芯铝合金导线在输电线路中的应用[J].电力建设，2014第8期.
[2]肖滨.架空输电线路在重冰区设计及运行的分析[J].云南电网技术，2007，35.
[3]张晓东.输电线路重冰区设计探讨[J].中国农村水利水电，2002第8期.
[4]樊晓伟.220kV银张线重冰区导线选型[J].中国电力，2012第6期.
[5]张小力，张芳杰.云广±800kV直流输电重冰区导线选型[J].高电压技术，2006年第12期.