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1 技術(shù)原理 目前,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,國內(nèi)(尤其是華東、華北和南方等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū))用電負荷急劇攀升,電網(wǎng)建設(shè)已滯后于經(jīng)濟的發(fā)展,加速電網(wǎng)建設(shè)的呼聲也越來越高。然而,制約電網(wǎng)建設(shè)的一個重要原因就是輸電線路的架設(shè)。大截面導(dǎo)線技術(shù)可解決出線回路多而出線走廊資源有限的問題。同等條件(電壓等級、分裂數(shù)、導(dǎo)線材料)下,導(dǎo)線截面積增加1倍,按經(jīng)濟電流密度計算,導(dǎo)線的輸電容量可提升90%以上,按導(dǎo)線發(fā)熱條件計算,輸電容量也可提升50%左右,明顯提高輸電走廊的效率。使用大截面導(dǎo)線,可提高線路的電氣性能和機械性能,改善線路對環(huán)境的影響。
1.1 電氣性能 電氣性能是大截面導(dǎo)線首先需要考慮的問題,這方面主要考慮線路的電暈特性和電阻特性。電暈是電位梯度超過一定臨界值后導(dǎo)線周圍的空氣游離所致的一種發(fā)光放電現(xiàn)象。經(jīng)計算得知,采用導(dǎo)線的截面越大,線路的表面電位梯度越低,單位長度導(dǎo)線的電暈線損越;同時,在相同輸電容量下,單位長度導(dǎo)線的電阻損耗也越小。 華東電力設(shè)計院在三峽龍政線500kV直流輸電線路設(shè)計中,分別比較了幾種導(dǎo)線最大表面電位梯度、電暈起始電位梯度及電暈損失。 根據(jù)美國電科院(EPRI)的《±600kV高壓直流輸電線路設(shè)計參數(shù)手冊》及加拿大TESH-MONT咨詢公司推薦公式,500kV雙極性直流導(dǎo)線表面梯度的計算結(jié)果見表4-1。 表4-1 各種導(dǎo)線的導(dǎo)線表面電位梯度
導(dǎo)線分裂型式
4×LGJ-630/55
4×ACSR-720/50
4×LGJ-800/70
梯度(kV/cm)
20.18
19.42
18.44
參考直流葛-滬線使用公式及TESH-MONT咨詢公司推薦公式,電暈起始梯度的計算結(jié)果見表4-2。 表4-2 各種導(dǎo)線起始電暈梯度
導(dǎo)線分裂型式
4×LGJ-630/55
4×ACSR-720/50
4×LGJ-800/70
正極導(dǎo)線g(kV/cm)
18.74
18.66
18.57
負極導(dǎo)線g(kV/cm)
18.02
17.92
17.82
雙極好天氣下電暈損失及本工程總電暈損失(按l~900km)見表4-3。 表4-3 各種等效電暈損失及總電暈損失
導(dǎo)線
4×LGJ-630/55
4×ACSR-720/50
4×LGJ-800/70
導(dǎo)線高(cm)
1600
1600
1600
單位電暈P(kW/回·km)
2.479
2.094
1.601
總電暈(kW)
2231
1885
1445
根據(jù)電阻損耗Pl=I2×r,各導(dǎo)線電阻損耗及總線損見表4-4。 表4-4 導(dǎo)線電阻損耗及總線損
導(dǎo)線
4×LGJ-630/55
4×ACSR-720/50
4×LGJ-800/70
電流I(kA)
3
3
3
20℃直流電阻(Ω/km)
0.04514
0.0398
0.03574
電阻損失Pl(kW)
91409
80595
72374
電暈損失PP(kW) (取H=1250cm組)
1124.2
952.2
729
總線損(kW)
92532.7
81547
73103
電暈損失占總線損的%
1.215
1.17
0.997
以上比較計算結(jié)果表明,導(dǎo)線截面越大,則線路的電暈和電暈線損越小。
