高压输电线路导线载流量计算的探讨Word文档格式.docx

1、不超过某一温度, 目的在于使导线在长期运行或在事故条件下, 由于导线的温升, 不致影响导线强度, 以保证导线的使用寿命。我国规定, 导线允许温度（以下简称导线温度 :钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线为+70 （大跨越为+90 ! 1。导线载流量计算公式很多, 有日本、前苏联、美国、英国和法国等有关部门或人士提供的公式。其中英国摩尔根公式考虑影响载流量因素较多, 并有实验基础, 但摩尔根公式计算过程较为复杂。在一定条件下将其简化可缩短计算过程, 适用于雷诺系数为1003000, 环境温度为40 , 风速0. 5m s, 导线温度不超过120 , 直径 4. 2mm 100mm 的导线载流量计算。摩尔根

2、公式如下:I t =92 （V D +A + s I s DK t R d t其中 A =! SD ! （ +t a +273 4-（t a +273 4式中 #导线载流时温升, ; V #风速, m s; D #导线外径, m;#导线表面辐射系数, 光亮新线为0. 230. 46, 发黑旧线为0. 90. 95;I s #日照强度, W m 2; S #常数, S=5. 6710-8W m 2t a #环境温度, ;s #导线吸热系数, 光亮新线为K t #导线温度为 +t a 时交直流电阻比;收稿日期:2000-08-1023 2000年第12期 电 力 建 设R d t #导线温度为 +

3、t a 时的直流电阻, # m 。法国载流量计算公式为:I =T 2-T 1 （Vd 10 +B - S i dR ! 1+K （T 2-20 其中 B =e !d ! （T 2+273 4-（T 1+273 4式中 V #风速, m s; S i #日照强度, W m 2 T 1#环境温度, ;T 2#导线允许的最高温度, ; d #导线直径, mm;K #导线电阻的温度系数, 1 ; R #20 时的线电阻, # km; #导线吸热系数（通常为0. 5 ;e #导线的辐射系数（通常为0. 6 ; #常数, 取5. 710从上述2公式可以看出, 它们的考虑方法基本相同, 仅一些系数取值不一样

4、。其载流量与导线电阻率、环境温度、导线温度、风速, 日照强度、导线表面状态（辐射系数和吸热系数 、空气传热系数和运动粘度等因素有关。3 导线温度对载流量的影响3. 1 各国导线温度取值! 2日本、美国为90 ; 西德、荷兰、瑞士为80 ; 英国、瑞典为50 ; 我国和前苏联为70 。3. 2 导线不同限制温度下的载流量当环境温度为40 , 风速0. 5m s, 日照强度1000W m 2, 辐射系数、吸热系数均为0. 9时, 钢芯铝绞线载流后的温度为70 和80 时的载流量见表2。从表2看出, 对钢芯铝绞线210800mm 2截面, 导线温度从+70 提高到80 后, 载流量可提高24%27%

5、。当载流量要求不变时所需的导线截面至少可减小一档。即原需400mm 2截面, 提高导线温度后, 当输送载流量不变时只需300mm 2截面就够了。3. 3 相关规定也适当提高了导线温度按有关规定 3:导体的最高工作温度不应超过+70 , 在计及日照影响时, 钢芯铝绞线及管形导体可按不超过+80 考虑。3. 4 导线温度提高到80 , 强度仍能满足规程要求%究报告&中可知, LGJ-240 40、LGJ-300 40和LGJ-400 35钢芯铝绞线温度从70 加热到不同温度时表2 钢芯铝绞线的载流量截面 mm 2结构 根 mm 铝钢计算载流量 A 70 80 比值210 5030 2. 987 2

6、. 984095071. 24240 3024 3. 607 2. 404455521. 24240 4026 3. 427 3. 664405461. 24240 5530 3. 207 3. 204455541. 24300 1542 3. 007 1. 674956151. 24300 2045 2. 937 1. 955026241. 24300 2548 2. 857 2. 225056281. 24300 4024 3. 997 2. 665036281. 25300 5026 3. 837 2. 985046291. 25300 7030 3. 607 3. 605126411.

7、 25400 2042 3. 517 1. 955957461. 25400 2545 3. 337 2. 225847301. 25400 3548 3. 227 2. 505837291. 25400 5054 3. 077 3. 075927411. 25400 6526 4. 427 3. 445977521. 26400 9530 4. 1519 2. 506087671. 26500 3545 3. 757 2. 506708421. 26500 4548 3. 007 2. 806648311. 25500 6554 3. 447 3. 446678501. 27630 4545

8、 4. 207 2. 807639641. 26630 5548 4. 127 3. 207759791. 26630 8054 3. 8719 2. 327749771. 26800 5545 4. 807 3. 2088711261. 27800 7048 4. 637 3. 6088411211. 27800 10054 4. 3319 2. 6087811181. 27的强度变化, 如表3所示。从表3可以看出:（1 硬铝线经1000h 的加热试验, 80 时的强度略有下降。当原始硬铝线强度较低时（冷加工率相对较小时 , 下降的数值很小, 可视为测试误差引起的; 而原始强度较高时, 则有

9、少量下降, 但强度仍能满足标准规定。（2 镀锌钢线, 经1000h, 120 加热试验, 强度性能没有变化。（3 导线的总拉断力是铝线拉力和镀锌钢线拉力的综合, 当导线在80 运行时, 总拉断力略有下降, 但仍能满足标准规定。3. 5 导线温度从70 提高到80 后, 金具仍可用85 24 电 力 建 设 2000年第12期国家标准, 曾对LGJ-240 30, LGJ-400 35配套金具进行了电阻、温升、热循环以及高温握力试验, 试验表3 钢、铝单线在不同温度、不同加热时间后的强度残存率序号线种直径m m 强度 （Nmm -2加热时间 h 强度残存率 %80 90 100 110 120

10、1硬铝线3. 22174. 925098. 997. 297. 196. 792. 150097. 297. 195. 293. 892. 675096. 095. 795. 293. 592. 2100096. 695. 794. 192. 291. 72硬铝线3. 41175. 999. 197. 696. 393. 493. 950097. 296. 495. 293. 691. 775097. 796. 795. 793. 991. 2100096. 395. 393. 693. 190. 23硬铝线4. 00157. 599. 198. 697. 296. 695. 150097.

11、496. 996. 795. 294. 475098. 197. 396. 695. 692. 8100099. 298. 096. 395. 393. 94镀锌钢丝3. 201440100. 3100. 2100. 499. 9100. 0500100. 199. 9100. 299. 8100. 2750100. 1100. 099. 9100. 3100. 01000100. 199. 8100. 0100. 099. 9注:以上数据为6次实测值的平均值。结果表明:NY-240 30T 、NY-400 35T 耐张线夹和JYD-240 30T 、JYD-400 35T 直线管的直流电阻小

12、于等长导线; 120 高温试验, 金具温升低于导线温升; 48h 、120 高温握力试验和热循环后的高温握力均超过计算拉断力的95%, 符合GB2314#1997电力金具通用技术条件。NY-240 40耐张线夹和JYD-240 40直线管按GB2317-85金具国标试验方法, 在导线温度为110 时, 其电阻、温升、热循环试验以及110 时高温握力试验均符合GB2314-1997电力金具通用技术条件。试验结果表明:导线温度从70 提高到80 时与导线相配的金具是可以满足运行要求的。3. 6 导线对地及对交叉跨越物的影响导线对地及对交叉跨越物的距离是根据最高气温或覆冰无风弧垂曲线计算的, 与导线

13、温度关系不大。但考虑导线温度升高10 , 对LGJ-300 40、LGJ -400 35导线, 在档距为400500m 时, 弧垂大约增加0. 5m, 因此导线温度升高对地及对交叉跨越物的距离可适当增加以作为弧垂增大的补偿。3. 7 经济特性导线温度从70 提高到80 , 所需截面可减小一个档次, 从%送电工程综合限额设计控制指标（1999水平 &中可查出:500kV 线路, 4LGJ-400与4LGJ-300相比, 造价相差11. 81万元 km;330kV 线路, 2LGJ-400与2LGJ-300相比, 造价相差8. 13万元 km;220kV 线路, 2LGJ-300与2LGJ-240

14、相比, 造价相差7. 27万元 km 。又可从%2000年电力可靠性指标&中查出:1999年全国新建成500kV 线路3301km; 330kV 线路138km; 220kV 线路7043km 。若按导线截面减少一档计, 可节省投资数亿元, 经济效益巨大。4 载流量与环境条件4. 1 载流量计算与分析如前所述, 载流量与环境温度、风速、日照强度、导线表面状态等有关。我国推荐用的计算参数为:风速0. 5m s, 日照强度1000W m 2, 导线表面吸收系数0. 9, 导线辐射系数0. 9, 环境气温40 。而IEC61597-1995推荐的计算参数为:风速1. 0m s, 日照强度900W m

15、 2, 导线表面吸收系数0. 5, 导线辐射系数0. 6, 环境气温40 。按上述2种条件, 用摩尔根公式和法国公式对LGJ-400导线的载流量进行计算, 成果见表4、表5。从表4、表5看出:（1 用摩尔根公式与法国公式计算出的载流量只相差1%左右。（2 当导线温度为70 时, 采用IEC 推荐参数较我国推荐参数计算的载流量可提高25. 3%27. 9%。（3 当导线温度为80 时, 采用IEC 推荐参数较我国推荐参数计算的载流量可提高18%21%。4. 2 环境温度的取用值一般在计算导线载流量时, 环境温度的取值大都为40 。按照文献! 1规定:计算导线允许载流量时, 环境温度应采用最高温度

16、月的最高平均温度。在华东地区, 一般为35 左右。若按以上2种环境温度, 用摩尔根公式进行载流量计算结果如表6。表4 用摩尔根公式计算的载流量A导线型号LGJ-400 20LGJ-400 25LGJ-400 35LGJ-400 50LGJ-400 65LGJ-400 95导线温度+70 我国参数595584583592597608IEC 参数750733732742760776比 值1. 261. 2551. 2561. 2531. 2731. 276导线温度+80 我国参数746730729741752767IGC 参数896875874886909928比 值1. 201. 1991. 1

17、961. 2091. 210表5 用法国公式计算的载流量LGJ-400 20LGJ-400 25LGJ-400 35LGJ-400 50LGJ-400 65LGJ-400 95导线温度+70我国参数588. 3576. 3575. 5583. 7591. 3601. 8IEC 参数745. 4728. 3726. 7736. 4754. 6769. 7比 值1. 2671. 2641. 2631. 2621. 2761. 279导线温度+80我国参数750. 6734. 8734. 2745. 9756. 2771. 6IGC 参数890. 7870. 1868. 3880. 4902. 49

18、21. 2比 值1. 1871. 1841. 1831. 1801. 1931. 194表6 导线在不同环境温度时的载流量导线型号LGJ-400 20导线温度70 环境温度40 595584583592597608导线温度70 环境温度35 657. 4642. 3641. 0649. 4665. 5678. 7比 值1. 1051. 101. 0991. 0971. 1151. 116从表6可以看出, 环境温度35 较40 时的载流量约增加10%左右。5 结论5. 1 高电压、大容量输电线路的导线截面选择主要由允许载流量决定。5. 2 导线温度对载流量有较大影响, 我国规定输电线路导线温度为

19、70 , 而国际上大多数国家规定导线温度在80 及以上。当导线温度从70 提高到80 , 对于钢芯铝绞线, 载流量可提高24%27%, 即输送容量不变, 所需截面至少可降低一档。降低后对导线的机械强度, 配套金具, 对地及对交叉跨越物距离基本没影响或采取措施可以解决, 但可获得巨大的经济效益, 可节省数亿元投资。5. 3 计算载流量的环境条件, 我国与I EC 推荐的计算参数不尽一致, 用IEC 参数计算载流量将增加20%左右, 值得我们进一步做工作, 以得到符合国情的合理的计算参数。6 参考文献1 DL T5092-1999. 110500kV 架空送电线路设计技术规程2 刘士璋. 铝绞线、

20、钢芯铝绞线交直流电阻及载流量的计算3 SDGJ14-86导体和电器选择设计技术规定风光互补发电系统可推广应用本刊讯 据悉, 由内蒙古工业大学研制的户用风光发电系统为分散居住的无常规电地区的居民带来了光明。这一发电系统主要由风力发电机、太阳能电池、逆变控制器、蓄电池等4部分组成, 以户为单位进行安装, 它可以为常备家用电器提供电力。其功能可使无法通电的居民达到城市居民的基本用电水平。利用逆变技术保证全天候不间断供电。有关专家指出, 户用风光发电系统具有较大推广价值。此种系统设备总体售价1万元左右, 使用寿命10年以上, 居民有能力接受。内蒙古自治区党委、政府决定, 今后5年内, 将给每户购买此系统的居民提供至少3000元的补贴。