柏曉路，魯景星，韓鵬飛，霍智

（中南電力設(shè)計(jì)院，武漢430071）

0 引言

緊湊型輸電線路相比常規(guī)線路有著諸多優(yōu)勢(shì)：節(jié)約線路走廊，提高輸送容量，改善電磁環(huán)境，降低系統(tǒng)的補(bǔ)償度等[1-2]。針對(duì)不同的設(shè)計(jì)條件，緊湊型線路的導(dǎo)線選型也成為一個(gè)關(guān)鍵的課題。

云南某500 kV緊湊型輸電線路工程設(shè)計(jì)條件復(fù)雜，該線路工程含有輕冰區(qū)、重冰區(qū)，且I回線路變電站進(jìn)出線處擬與其他已建雙回路共桿，II回線路變電站進(jìn)出線處改造原已建單回路線路后，與本期形成雙回路出線，因此不能全線架設(shè)同種導(dǎo)線，需要對(duì)不同情況進(jìn)行導(dǎo)線選型（工程概況見表1）。

表1 工程概況

1 緊湊型線路導(dǎo)線選型

根據(jù)系統(tǒng)輸送容量的需要，導(dǎo)線需滿足3 700 A工作電流的要求。根據(jù)摩爾根公式[3-4]對(duì)多種典型山區(qū)使用導(dǎo)線進(jìn)行載流量計(jì)算，當(dāng)導(dǎo)線最高允許溫度為80°C時(shí)，導(dǎo)線允許載流量如表2所示。由表2可知緊湊型線路擬采用6×300 mm2截面導(dǎo)線。

結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，選擇國(guó)標(biāo)GB1179-83《鋁絞線及鋼芯鋁絞線》中，截面為300 mm2鋼芯鋁絞線3種型式作為備選導(dǎo)線方案，分別為L(zhǎng)GJ-300/25、LGJ-300/40、LGJ-300/50型鋼芯鋁絞線。計(jì)算上述3種導(dǎo)線的弧垂、覆冰過載能力、允許高差、水平荷載比較、垂直荷載比較及其適用的耐張絕緣子等見表3。

表2 導(dǎo)線載流量 A

表3 導(dǎo)線性能一覽表

由表3可見，當(dāng)導(dǎo)線鋁截面相同，鋼芯越大，其弧垂特性、覆冰過載能力和允許高差的性能越好，但同時(shí)水平荷載與垂直荷載也有所增加，對(duì)耐張絕緣子串的強(qiáng)度要求也有所提高。本工程高差較大，LGJ-300/25導(dǎo)線允許高差較小，覆冰過載能力較弱，因此不易采用LGJ-300/25導(dǎo)線；而采用LGJ-300/50導(dǎo)線時(shí)，垂直荷載與水平荷載較大，會(huì)使工程造價(jià)較高；綜合比較并根據(jù)以往山區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，本工程導(dǎo)線推薦采用6×LGJ-300/40鋼芯鋁絞線。

2 重冰區(qū)常規(guī)線路導(dǎo)線選型

由于重冰區(qū)不宜采用緊湊型線路[5-6]，需采用常規(guī)線路，因此需對(duì)重冰區(qū)線路導(dǎo)線進(jìn)行選型。根據(jù)以往山區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，重冰區(qū)導(dǎo)線采用4分裂形式，分別以LGJ-400/50、LGJ-500/45、LGJ-630/55 3種導(dǎo)線作為備選導(dǎo)線方案。

3種導(dǎo)線載流量參看表2，4×LGJ-400/50、4×LGJ-500/45、4×LGJ-630/55導(dǎo)線在環(huán)境溫度為40°C、導(dǎo)線溫度為80°C時(shí)，載流量分別為2 920 A、3 282 A、3 888 A。根據(jù)系統(tǒng)輸送容量的要求，4×LGJ-630/55導(dǎo)線滿足要求，其他2種導(dǎo)線均不滿足要求，因此重冰區(qū)線路導(dǎo)線采用4×LGJ-630/55。

3 同塔雙回線路導(dǎo)線選型

3.1 I回線路雙回路導(dǎo)線選型

由于本工程I回線路變電站間隔出線2.1 km線路已與其他已建線路按照雙回路共桿設(shè)計(jì)出線，為節(jié)約工程投資，合理利用資源，本工程采用與該已建雙回路桿塔共桿后，再變?yōu)榫o湊型線路，因此需要對(duì)同塔雙回線路導(dǎo)線進(jìn)行選型。

由于已建桿塔，當(dāng)時(shí)是按照架設(shè)4×LGJ-400/50導(dǎo)線進(jìn)行設(shè)計(jì)，而4×LGJ-400/50導(dǎo)線載流量?jī)H為2 920 A，難以滿足系統(tǒng)輸送容量的要求。鑒于該同塔雙回路已經(jīng)建成并投入運(yùn)行，為減少改造工程量，節(jié)約改造工程投資，需要對(duì)I回線路同塔雙回線路進(jìn)行增容導(dǎo)線選擇。

本工程以高強(qiáng)度鋼芯高強(qiáng)度耐熱鋁合金絞線JGQNR55/EST-440/12（以下簡(jiǎn)稱JGQ440）和鋁包鋼芯耐熱鋁合金型線NRLHX60/LB20-350/55（以下簡(jiǎn)稱NRL350）為備選導(dǎo)線方案，導(dǎo)線參數(shù)見表4。

表4 參選增容導(dǎo)線結(jié)構(gòu)及特性參數(shù)

3.1.1 載流量比較

依據(jù)系統(tǒng)輸送容量的需要，導(dǎo)線載流量需滿足3 700 A的要求。對(duì)備選的2種導(dǎo)線進(jìn)行載流量計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表5，環(huán)境溫度為35℃，導(dǎo)線JGQ440和NRL350要滿足系統(tǒng)輸送容量時(shí)，導(dǎo)線溫度分別為98℃、113℃；而當(dāng)環(huán)境溫度為40℃，導(dǎo)線JGQ440和NRL350要滿足系統(tǒng)輸送容量，導(dǎo)線溫度分別為103℃、118℃。由此可見，2種導(dǎo)線均可滿足系統(tǒng)增容要求，只是NRL350的導(dǎo)線運(yùn)行溫度較高。

表5 參選增容導(dǎo)線載流量比較 A

3.1.2 對(duì)桿塔負(fù)荷的影響

為避免桿塔重新設(shè)計(jì)，對(duì)選擇的導(dǎo)線應(yīng)滿足已設(shè)計(jì)桿塔使用條件的要求。計(jì)算2種備選導(dǎo)線對(duì)桿塔荷載的影響見表6。

表6 參選增容導(dǎo)線桿塔荷載比較

由表6可知，2種備選導(dǎo)線水平荷載和垂直荷載均比原導(dǎo)線LGJ-400/50相等或者略?。欢v向張力方面，JGQ440的略有增加，但如果將其放松，安全系數(shù)k取2.52時(shí)，每相縱向張力可達(dá)到導(dǎo)線LGJ-400/50的99.9%，小于原導(dǎo)線LGJ-400/50的縱向張力，符合桿塔的使用條件。

3.1.3 最高氣溫時(shí)和最高線溫時(shí)的弧垂特性

由于與I回線路間隔出線共桿的雙回路桿塔在最初設(shè)計(jì)時(shí)LGJ-400/50導(dǎo)線運(yùn)行溫度設(shè)定為70℃，而JGQ440和NRL350均屬耐熱鋁合金導(dǎo)線，運(yùn)行溫度都超過70℃，因此需要校核原LGJ-400/50導(dǎo)線和2種備選導(dǎo)線最高氣溫定位時(shí)和最高線溫運(yùn)行時(shí)的弧垂特性，以反映對(duì)地距離和交叉跨越距離是否滿足要求。

由于耐熱鋁合金導(dǎo)線運(yùn)行溫度較高，定位時(shí)最高氣溫仍然取40℃有些不合理，因此將耐熱鋁合金導(dǎo)線最高氣溫適當(dāng)進(jìn)行修正，進(jìn)行弧垂特性計(jì)算見表7。

表7 導(dǎo)線在最高氣溫和最高線溫時(shí)的弧垂特性

由表7可知，最高氣溫時(shí)2種備選導(dǎo)線的弧垂均比原LGJ-400/50導(dǎo)線小，并且JGQ-440的弧垂最??；最高線溫時(shí)2種備選導(dǎo)線的弧垂均比原LGJ-400/50導(dǎo)線大，備選導(dǎo)線中JGQ440的弧垂稍小。

由以上計(jì)算分析可知，當(dāng)線路在最高氣溫情況下定位時(shí)，2種備選導(dǎo)線弧垂均比LGJ-400/50小，滿足對(duì)地和交叉跨越電氣距離的要求；當(dāng)線路在最高線溫情況下運(yùn)行時(shí)，2種備選導(dǎo)線在經(jīng)過個(gè)別校核對(duì)地和交叉跨越距離后，也可滿足要求。

3.1.4 經(jīng)濟(jì)比較

對(duì)2種備選導(dǎo)線的價(jià)格進(jìn)行比較，2種備選導(dǎo)線單價(jià)見表8。由表8可知，對(duì)于2.1 km的雙回路線路，JGQ440導(dǎo)線的成本投資為12×2.1×3.21=80.892萬元，NRL350導(dǎo)線的成本投資為12×2.1×2.9=73.08萬元，采用導(dǎo)線JGQ440的導(dǎo)線本體投資要多7.812萬元。

表8 導(dǎo)線價(jià)格比較

3.1.5 綜合比較

通過對(duì)2種備選導(dǎo)線的比較分析可知：

嚴(yán)躍進(jìn)：收購(gòu)普洛斯這件事對(duì)萬科的意義很大，因?yàn)檫@標(biāo)志著萬科的物流布局正式走向了國(guó)際市場(chǎng)。但是物流項(xiàng)目屬于周期長(zhǎng)、投資回報(bào)慢的重資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，這也是萬科當(dāng)前不容忽視的問題。而且隨著企業(yè)物流板塊的規(guī)模不斷擴(kuò)張，盈利問題也將愈發(fā)凸顯。這就要萬科慎重考慮，如何在企業(yè)大戰(zhàn)略下，打好協(xié)同牌，以彌補(bǔ)物流地產(chǎn)存在的盈利問題。

1）從載流量、桿塔負(fù)荷、對(duì)地距離和交叉跨越距離上來說，2種導(dǎo)線都是滿足要求的；

2）從運(yùn)行上來說，JGQ440導(dǎo)線的運(yùn)行溫度較低，更加安全，且其運(yùn)行電阻較小，線路損耗比NRL350小13.5%；

3）從投資成本上來說，由于雙回路線路部分屬于增容改造，線路長(zhǎng)度僅為2.1 km，而采用JGQ440導(dǎo)線比NRL350的導(dǎo)線本體投資多7.812萬元。

4）從配套金具上來說，在導(dǎo)線最高運(yùn)行溫度下，由于溫升引起導(dǎo)線機(jī)械性能的變化，同時(shí)也引起了配套金具機(jī)械性能的變化，因此有必要對(duì)金具溫升后的機(jī)械特性進(jìn)行校驗(yàn)，而NRL350導(dǎo)線的溫升較高，因此在選用配套金具時(shí)要求更加嚴(yán)格。

通過以上各方面比較，JGQ440導(dǎo)線在運(yùn)行溫度、線路損耗、配套金具選用方面更具優(yōu)勢(shì)，而NRL350在導(dǎo)線本體投資上有優(yōu)勢(shì)。由于雙回路線路長(zhǎng)度較短，對(duì)導(dǎo)線本體投資方面影響較小，故本工程I回線路同塔雙回線路部分導(dǎo)線推薦采用4×JGQ440導(dǎo)線。

3.2 II回線路雙回路導(dǎo)線選型

由于出線走廊限制，本工程II回線路變電站出線處擬采用雙回路出線，需對(duì)已建線路進(jìn)行雙回路改造，II回線路出線與該已建線路共桿2.5 km后分開。

由于原已建線路導(dǎo)線型號(hào)為4×LGJ-400/50線路，而本線路為6×LGJ-300/40緊湊型線路，因此需對(duì)雙回路桿塔本期II回線路進(jìn)行導(dǎo)線選型。根據(jù)以往山區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線采用4分裂形式，分別以LGJ-630/55、JGQ440和NRL350為備選導(dǎo)線。

3.2.1 經(jīng)濟(jì)比較

由表9可知，對(duì)于2.5 km的雙回路改造線路，采用NRL350導(dǎo)線的成本投資最省，JGQ440導(dǎo)線次之，LGJ-630/55最貴。

表9 導(dǎo)線價(jià)格比較

2）桿塔本體造價(jià)比較。若采用LGJ-630/55導(dǎo)線，雙回路桿塔按架設(shè)4×LGJ-630/55導(dǎo)線進(jìn)行設(shè)計(jì)；若采用高強(qiáng)度耐熱鋁合金絞線，如前文所述，雙回路桿塔可按架設(shè)4×LGJ-400/50導(dǎo)線進(jìn)行設(shè)計(jì)。桿塔本體造價(jià)比較見表10，采用LGJ-630/55導(dǎo)線時(shí)，桿塔本體總造價(jià)為217.5萬元，比采用高強(qiáng)度耐熱鋁合金絞線時(shí)投資高出37.5萬元。

表10 桿塔本體造價(jià)比較

3.2.2 線路損耗比較

計(jì)算3種備選導(dǎo)線的線路損耗見表11，可見LGJ-630/55導(dǎo)線損耗最小，而且遠(yuǎn)小于其他2種導(dǎo)線的線路損耗，JGQ440次之，NRL350的損耗最大。

表11 線路損耗比較

3.2.3運(yùn)行環(huán)境與配套金具選用比較

根據(jù)前節(jié)計(jì)算，當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，導(dǎo)線LGJ-630/55、JGQ440和NRL350要滿足系統(tǒng)輸送容量時(shí)，導(dǎo)線運(yùn)行溫度分別為70℃、103℃、118℃。由此可見，LGJ-630/55運(yùn)行溫度最低，最安全，JGQ440次之，NRL350運(yùn)行溫度最高。

從配套金具上來說，在導(dǎo)線最高運(yùn)行溫度下，由于溫升引起導(dǎo)線機(jī)械性能的變化，同時(shí)也引起了配套金具機(jī)械性能的變化，因此溫升越高在配套金具的選用上的要求也越高。LGJ-630/55導(dǎo)線的溫升最低，最易選用配套金具；而JGQ440導(dǎo)線次之；NRL350導(dǎo)線的溫升最高，在選用配套金具時(shí)要求最嚴(yán)格。

3.2.4 綜合比較

通過對(duì)3種備選導(dǎo)線的多方面的比較分析可知：

在經(jīng)濟(jì)上，采用LGJ-630/55導(dǎo)線投資最大，比其他2種導(dǎo)線要高出60余萬元；在線路損耗上，JGQ440和NRL350導(dǎo)線損耗很大，分別比LGJ-630/55要高出78.3%和106.2%；運(yùn)行環(huán)境與配套金具選用上，LGJ-630/55最優(yōu)，JGQ440其次，NRL350最差。而對(duì)一般的工程建設(shè)來說，在設(shè)計(jì)上要有一定的前瞻性，需要考慮到未來輸送容量的增加，因此建議本工程雙回路桿塔按照架設(shè)4×LGJ-630/55導(dǎo)線來設(shè)計(jì)，為以后的工程留有裕度，避免以后重復(fù)建設(shè)。

綜合考慮各方面因素后，LGJ-630/55導(dǎo)線投資僅比其他兩種導(dǎo)線高出30余萬元，而其在線路損耗、運(yùn)行環(huán)境和配套金具選用上都顯示出較好的特性，故II回線路同塔雙回線路部分導(dǎo)線推薦采用4×LGJ-630/55導(dǎo)線。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，本工程常規(guī)緊湊型線路導(dǎo)線推薦采用6×LGJ-300/40導(dǎo)線，重冰區(qū)線路導(dǎo)線推薦采用4×LGJ-630/55導(dǎo)線，本工程I回同塔雙回線路部分導(dǎo)線推薦采用4×JGQNR55/EST-440/12導(dǎo)線，II回線路同塔雙回線路部分導(dǎo)線推薦采用4×LGJ-630/55導(dǎo)線。所取得的成果，對(duì)今后其他類似工程具有一定的參考意義。

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