討論提高架空輸電線路單位輸電走廊傳輸功率的基本措施

編號：SM-ZD-19544討論提高架空輸電線路單位輸電走廊傳輸功率的基本措施Throughtheprocessagreementtoachieveaunifiedactionpolicyfordifferentpeople,soastocoordinateaction,reduceblindness,andmaketheworkorderly.編制：____________________審核：____________________批準(zhǔn)：____________________本文檔下載后可任意修改FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE討論提高架空輸電線路單位輸電走廊傳輸功率的基本措施簡介：該方案資料適用于公司或組織通過合理化地制定計劃，達(dá)成上下級或不同的人員之間形成統(tǒng)一的行動方針，明確執(zhí)行目標(biāo)，工作內(nèi)容，執(zhí)行方式，執(zhí)行進(jìn)度，從而使整體計劃目標(biāo)統(tǒng)一，行動協(xié)調(diào)，過程有條不紊。文檔可直接下載或修改，使用時請詳細(xì)閱讀內(nèi)容。討論提高架空輸電線路單位輸電走廊傳輸功率的基本措施隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，使得土地資源越來越緊張，架空輸電線路走廊的選擇已受到較大的制約。因此，要適應(yīng)適度超前于我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的電網(wǎng)建設(shè)的需要，提高單位輸電走廊傳輸功率的要求和應(yīng)用已是迫在眉睫。目前，采用緊湊型、大截面和擴徑導(dǎo)線、耐熱導(dǎo)線以及同塔多回路新型輸電技術(shù)是提高架空輸電線路單位輸電走廊傳輸功率的基本措施。1.緊湊型輸電技術(shù)緊湊型輸電技術(shù)是采用縮小相間距離、優(yōu)化導(dǎo)線排列、增加相分裂子導(dǎo)線根數(shù)等改變線路幾何結(jié)構(gòu)等方法，從而壓第2頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE縮線路走廊占地并提高其輸電能力的新型輸電技術(shù)。1.1高自然功率緊湊型線路高自然功率緊湊型線路突破傳統(tǒng)的設(shè)計原則，采用加大分裂間距和增加分裂數(shù)目，改造分裂結(jié)構(gòu)，優(yōu)化導(dǎo)線排列的方法，增大導(dǎo)線的電容，減少線路的波阻抗，從而獲得大幅度提高礦用電纜 輸電的傳輸能力。通常能將線路的傳輸功率提高50%～70%。高自然功率緊湊型線路子導(dǎo)線表面的場強和分布比常規(guī)線路的分布要均勻得多，并且大大提高了導(dǎo)線表面的利用率，在無線電干擾和電暈損失等方面均能控制在一個可以接受的水平。由于高自然功率緊湊型線路子導(dǎo)線的排列呈橢圓型、拋物線型等，各個相鄰子導(dǎo)線間的距離又有差異，而且沿線子導(dǎo)線間的距離也不相同，這就要求設(shè)計和制造多種新的特殊金具結(jié)構(gòu)，線路導(dǎo)線結(jié)構(gòu)往往過于復(fù)雜 （特別是非對稱布置），尤其在覆冰不均勻條件下導(dǎo)線的舞動問題目前沒有運行經(jīng)驗，增加了線路工程建設(shè)和運行維護(hù)檢修的復(fù)雜性。所以目前國內(nèi)第3頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE外高自然功率緊湊型線路實際應(yīng)用并不多。1.2一般緊湊型線路一般緊湊型線路的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)和桿塔式不作重大改變。只是導(dǎo)線增加了相分裂子導(dǎo)線根數(shù)，取消桿塔的相間立柱，三相導(dǎo)線都布置在塔窗之內(nèi)，同時，導(dǎo)線采用三角形排列、 V型絕緣子串以限制搖擺幅度，縮小相間距離等簡單措施。通常能將線路的傳輸功率提高 30%左右。一般緊湊型線路的三相導(dǎo)線采用三角形布置，它對減小線路走廊和均勻電荷分布作用顯著。相導(dǎo)線布置和分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)全部采用對稱分布，便于施工和維護(hù)，國內(nèi)外已有長期安全運行和維護(hù)經(jīng)驗。目前，已經(jīng)能在緊湊型輸電線路上進(jìn)行多種導(dǎo)電作業(yè)，均能保證帶電作業(yè)人員的安全。對于線路較短，過電壓水平較低的線路，常規(guī)方式的帶電作業(yè)就能滿足要求；而對于線路較長，過電壓水平較高的線路，應(yīng)采用帶保護(hù)間隙的帶電作業(yè)來確保作業(yè)人員的人身安全。我國對于緊湊型線路已經(jīng)有了國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW110-2003 《500KV 緊湊型架空送電線路設(shè)計技術(shù)第4頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE規(guī)定》；電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T5217-2005 《220～500KV 緊湊型架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》 。從目前的技術(shù)水準(zhǔn)來看， 標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定都是正確的。但從國內(nèi)外發(fā)展情況分析，緊湊型線路的相關(guān)參數(shù)如分裂導(dǎo)線、子導(dǎo)線半徑、相間距離等都有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。從當(dāng)前我國電力發(fā)展趨勢開看，大容量電站和遠(yuǎn)距離輸電線路的建設(shè)正呈突飛猛進(jìn)之勢，各個電壓等級上推廣和采用緊湊型線路在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是合適的，是改變和提高我國輸電系統(tǒng)傳輸容量一個可行的途徑。緊湊型輸電技術(shù)的線路電容增大、電抗減小、波阻抗減小，自然功率提高。三相電荷平衡度較好（尤其是三角形排列），數(shù)百公里無需換位。潛供電流較一般輸電線路大。與常規(guī)電路相比，緊湊型輸電線路具有高自然傳輸功率、低不平衡度的優(yōu)點，能較好地解決可用耕地少，傳輸容量需求大的矛盾。緊湊型輸電線路能夠提高自然傳輸功率、走廊利用率而不大增加線路投資和電磁場強，尤其能夠有效地利用寶貴的耕地資源和有限的過江通道。根據(jù)緊湊型線路的特點及優(yōu)勢，為提高輸電容量，緩解走廊矛盾，降低工程造價，第5頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE保護(hù)生態(tài)環(huán)境，緊湊型線路將在 110KV、220KV、330KV、500KV 各電壓等級上全方位推廣應(yīng)用；特別是在負(fù)荷中心的城市郊區(qū)及人口稠密、線路途徑往往需多次轉(zhuǎn)角繞行的地區(qū)。從當(dāng)前我國電力發(fā)展趨勢，大容量電站和遠(yuǎn)距離輸電線路的建設(shè)正呈突飛猛進(jìn)之勢，在遠(yuǎn)距離輸電中推廣和采用緊湊型線路不僅在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是適合的，而且也是改善和提高我國輸電系統(tǒng)傳輸容量的一個可行的途徑。未來，緊湊型輸電技術(shù)將呈多元化發(fā)展格局。2.大截面導(dǎo)線輸電技術(shù)大截面導(dǎo)線輸電技術(shù)是指超過經(jīng)濟(jì)電流密度所控制的常規(guī)的最小截面導(dǎo)線（例如 220KV，300mm2 ；500KV，4×300mm2），而采用較大截面的導(dǎo)線（如500KV，4×500mm2 ，4×630mm2 、4×800mm2 ），以成倍提高線路輸送能力的新型輸電技術(shù)。大截面導(dǎo)線是指超過經(jīng)濟(jì)電流密度所控制的常規(guī)的最小截面導(dǎo)線。導(dǎo)線截面增大后，單位長度導(dǎo)線的電阻減小，在熱容量限制內(nèi)，其允許載流量將增大，從而提高其輸送功率。大截面導(dǎo)線的使用，能夠減少線路走廊數(shù)，節(jié)約土地資第6頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE源，對我國耕地面積日益短缺的今天有著非常大的優(yōu)勢。隨著導(dǎo)線截面的增加，輸電線路的表面場強減小，電暈損失也相應(yīng)減小，而地面場強增加，但增加的幅度不大，對輸電線路影響不大。另外無線干擾與噪音污染也大大降低。輸電線路采用大截面導(dǎo)線，將會增加一次性投資，但由于承受更大的應(yīng)力，設(shè)計并建造承受大荷載的桿塔，生產(chǎn)與大截面導(dǎo)線配套的金具是大截面導(dǎo)線廣泛應(yīng)用與發(fā)展的關(guān)鍵。目前，我國有許多礦用電纜廠家有生產(chǎn)大截面導(dǎo)線的能力，國內(nèi)大截面導(dǎo)線的施工設(shè)備已達(dá)工程要求，對于大截面導(dǎo)線的施工已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，能夠獨立進(jìn)行大截面導(dǎo)線的架設(shè)，并達(dá)到了工程的要求。 大截面導(dǎo)線輸電雖然能夠提高輸送功率，但隨著導(dǎo)線截面的增加，桿塔承受荷載增加，架線施工難度加大，投資費用增加。因此，在應(yīng)用大截面導(dǎo)線時，要根據(jù)線路輸送容量的實際需求，適當(dāng)留有一定的裕度，采用合理的大截面導(dǎo)線即可，不要盲目采用過大截面的導(dǎo)線。采用大截面導(dǎo)線不僅能大大提高線路的輸送功率，減少線路走廊數(shù)；而且由于減小了導(dǎo)線的電阻，線路損耗大大降低，并且表面電場強度降低，電暈損失也相應(yīng)減?。涣硗鈱τ诔邏汉吞氐?頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE高壓，還能大大減小其無線電干擾和噪聲污染。 大截面導(dǎo)線輸電線路的輸送容量大，功率損耗小，但由于導(dǎo)線的生產(chǎn)及施工難度大，又要耗費大量鋼材。所以，目前還不宜全面采用。根據(jù)大截面導(dǎo)線輸電技術(shù)的優(yōu)勢和特點，大截面導(dǎo)線輸電技術(shù)用于人口較集中、用電需求大、潮流較集中、短距離輸電線路中，能更好地發(fā)揮其優(yōu)勢。另外，在一些大容量送出的中短距離輸電線路中 （如變電站、發(fā)電廠出口處），也有很好的利用效果。此外，在超高壓直流輸電中也適宜采用大截面導(dǎo)線輸電技術(shù)。 3.耐熱導(dǎo)線輸電技術(shù)耐熱導(dǎo)線輸電技術(shù)是指采用耐熱導(dǎo)線，提高導(dǎo)線允許溫度，增大導(dǎo)線輸送電流，從而提高線路輸送容量的新型輸電技術(shù)。耐熱導(dǎo)線具有非常好的機電性能，在高溫下仍然保持良好的機械特性。采用耐熱導(dǎo)線，提高導(dǎo)線的允許溫度，從而提高線路的輸送容量，在架空輸電線路上使用耐熱導(dǎo)線，無論從技術(shù)上分析還是工程實際應(yīng)用都是完全可行的，不僅有較多礦用電纜廠家的產(chǎn)品可供選擇，同時也有配套金具可供選用，符合我國目前電力發(fā)展的需要。耐熱導(dǎo)線特別適合作變電站、發(fā)電廠等大電流輸送和老線路增容改造線路，可第8頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE節(jié)約工程投資。我國目前已在許多工程中應(yīng)用，運行良好，取得了很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。耐熱導(dǎo)線在較長距離輸電方面必須綜合考慮，特別是系統(tǒng)穩(wěn)定、線路損耗、導(dǎo)線價格和馳度變化較大對桿塔高度的要求等問題。我國已具備了一般耐熱導(dǎo)線與金具的研制和生產(chǎn)的能力，但還需加強更加優(yōu)良的耐熱導(dǎo)線的研制， 降低耐熱導(dǎo)線價格。 隨著耐熱導(dǎo)線技術(shù)的不斷發(fā)展，將來允許溫度更高，機械性能更好，導(dǎo)電率更高的耐熱導(dǎo)線將會出現(xiàn)。那將會極大推動耐熱導(dǎo)線輸電技術(shù)的發(fā)展。耐熱導(dǎo)線輸電技術(shù)無論在理論上還是實踐中都已成熟，從我國電力今后發(fā)展情況考慮，耐熱導(dǎo)線輸電技術(shù)必將會有較大的發(fā)展。但應(yīng)該注意的是，雖然耐熱導(dǎo)線輸電技術(shù)能夠提高線路的輸送功率，但導(dǎo)線溫度提高后會引起馳度加大與線路損耗增加的問題，因此，在采用耐熱導(dǎo)線輸電技術(shù)時要權(quán)衡利弊，合理運用。 架空輸電線路所用導(dǎo)線的蠕變特性是影響線路安全運行很重要的指標(biāo)。無論是常溫還是高溫，二者均保持有相同第9頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE程度的蠕變特性。關(guān)于耐腐蝕性，經(jīng)過實驗室鹽霧試驗和室外大氣曝露試驗，確認(rèn)耐熱鋁合金線和普通硬鋁線沒有大的差別。早期開發(fā)的耐熱鋁合金線，其最大的缺點是電阻率高于普通硬鋁線，即導(dǎo)電率低于普通硬鋁線， 為58％IACS。好的普通硬鋁線導(dǎo)電率能達(dá)到 61％。在傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線中用耐熱鋁合金線代替普通硬鋁線就成了鋼芯耐熱鋁合金絞線(TACSR)。雖然這種導(dǎo)線的耐熱性能有了很大的提高，導(dǎo)線的載流量也有了相應(yīng)的提高；但是由于它的導(dǎo)電率比普通鋼芯鋁絞線低，而且使用溫度越高、電阻越大，在鋼芯耐熱鋁合金絞線的問世早期，推廣應(yīng)用受到一定的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，能提高金屬鋁耐熱性能的元素還有鈦 (Ti)和釩(V)。對金屬鋁導(dǎo)電率影響的程度以鋯為最，鈦和釩以順序次之。鋁合金導(dǎo)線的特性（以Al－Mg－Si熱處理型高強度鋁合金導(dǎo)線為例），世界 kydl_sylb 上先進(jìn)工業(yè)國的應(yīng)用面及發(fā)展趨勢,鋁合金導(dǎo)線與鋼芯鋁絞線相比， 由于其強度高、重量輕，并有較好的導(dǎo)電性能（ 53％IACS）等優(yōu)點。早在 1921第10頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE年就開始用于架空線。隨著輸變電技術(shù)的提高和輸變電線路的發(fā)展，鋁合金導(dǎo)線愈來愈顯示其優(yōu)越性，國際上五十年代開始采用至今，西歐、北歐、美國、加拿大、日本等國已廣泛采用，法國的輸電線路幾乎 90％以上使用鋁合金導(dǎo)線， 日本也已達(dá)50％以上，東南亞各國的使用量在逐年激增 （我國目前的應(yīng)用量還不到 1％）。這是由于鋁合金導(dǎo)線與鋼芯鋁絞線相比，有其不可比擬的優(yōu)點決定的，在長距離、大跨越、超高壓輸電中，獨占優(yōu)勢；在農(nóng)網(wǎng)改造中，是既先進(jìn)又經(jīng)濟(jì)的好產(chǎn)品，它是普通鋼芯鋁絞線的更新?lián)Q代產(chǎn)品， 也是節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地（節(jié)約輸電走廊）的產(chǎn)品。目前 ,我國電網(wǎng)輸電能力不足的問題十分突出，而在輸電線路擴容改造中，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)人口稠密地區(qū)，由于走廊資源的缺乏，遇到了種種阻力。最近，國家電網(wǎng)已經(jīng)明確各省電力部門，必須充分利用現(xiàn)有的電力走廊資源，制定提高送電線路耐受溫度的技術(shù)，要采用耐熱導(dǎo)線，增強熱穩(wěn)定水平提高線路的輸電能力。將提高輸電線路導(dǎo)線的運行溫度，作為電網(wǎng)改造的重要手段。國家決定啟動特高壓工程，其中一個重要理由：就是一條特第11頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE高壓線路走廊相當(dāng)于五條超高壓線路走廊的輸送容量，以單回路計，單位走廊面積的輸送電力可提高到三倍以上。 在線路狹窄地區(qū)，只需要更換相近截面規(guī)格的鋁線耐熱鋁合金導(dǎo)線，基本上不需要征用土地更換鐵塔，就能滿足增加輸電容量的要求，使原有線路提高了輸電容量 40%至60%，不僅節(jié)約了大量的工程投資、架塔所需的寶貴的土地資源，而且施工快速，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。專家分析指出，由于長期以來電網(wǎng)建設(shè)投入不足，電網(wǎng)建設(shè)欠帳較多，跨區(qū)跨省聯(lián)絡(luò)線路，大電源送出線路和負(fù)荷中心輸入線 "卡脖子"現(xiàn)象比較普遍，配網(wǎng)供電能力也相對不足，在一定程度上存在"送不出，落不下，用不上"的問題，制約作用明顯，難以滿足日益增長的人民生產(chǎn)生活的實際需要。以60%IACS耐熱鋁合金輸電導(dǎo)線改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)，既節(jié)約又環(huán)保還能增加輸電能力， 是一項"綠色制造"的示范項目，具有重大推廣應(yīng)用價值。目前，我國架空輸電線路所使用的導(dǎo)線基本上仍舊是傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線（ LGJ），由于其耐熱性能相對較差，輸電容量受到一定限制而且輸電損失較大。而高強度耐熱鋁合金是第12頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE具有較高的抗拉強度又有很好耐熱性能的鋁合金導(dǎo)體材料，做成導(dǎo)線后使用溫度高、耐熱性好、載流量大、抗拉力大等突出優(yōu)點，在國外已普遍使用，效果良好。特高強度耐熱鋁合金導(dǎo)線用于舊線路改造，增容效果突出，并可節(jié)約大量的金屬材料和基建投資，尤其適用于需要高強度、容量大的線路，在長距離、大跨越、超高壓