风电场线路-导线截面选择解析.doc

风电场送出线路 导线截面选择与耐热铝合金导线的应用 李叔昆 编 2012年9月24日 修 风电场送出线路导线截面选择与耐热铝合金导线的应用 目 录 1. 风力发电的发展情况 2. 风电场的结构和技术条件 3. 风电场线路导线的经济电流密度及输送容量 4. 耐热铝合金导线在送出线上的应用 1. 风力发电的发展情况 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。　　随着世界经济的发展，风能市场也迅速发展起来。中国风电2010年新增装机容量达到18,928兆瓦，占全球新增装机容量48%，超过美国，成为世界第一大风电市场。作为节能环保的新能源，风电产业赢得历史性发展机遇，近年来发展势头迅猛。2011年全国累计风电装机容量再创新高，海上风电大规模开发正式起步。国内风电市场竞争形势日趋激烈，使得企业在满足国内需求的基础上，积极拓展海外市场。　　中国风力发电行业发展前景广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。“十二五”期间，我国风电产业仍将持续每年10000兆瓦以上的新增装机速度，风电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点，市场前景看好。目前，全省风电装机容量已达87万千瓦，年内将突破100万千瓦大关，2011年投产运营的风电场利用小时名列全国第二，发电效益显著。《云南省风电场规划报告（2011年）》查明，全省可开发风电装机达3300万千瓦以上，而目前87万千瓦的风电装机规模，尚不足可开发总规模的3%。云南还有97%以上的风电资源可开发利用。 110kV 220kV 95 9.3（170安） 120 11.8（216安） 150 14.7（269安） 46 (268安) 185 18.2（334安） 57（332安） 240 23.6（433安） 74（432安） 300 29.5（541安） 92.6（540安） 185.2（540安） 400 123（717安） 247.0（720安） 2×240 296.3（864安） 2×300 370.0（1078安） 2×400 493.8（1440安） 2×500 注：表中未计入同时率0.8~0.9系数。 4. 耐热铝合金导线在送出线上的应用 4.1 耐热铝合金导线概况 （1）定义 通常在铝中加入镁、硅、铼可以提高铝的强度,这就是铝合金,以此制成铝合金导线,它具有较高的抗拉强度。 在铝合金中再加入锆(Zr),能提高铝合金的再结晶温度,又不会降低其导电率,这就是耐热铝合金材料,以此制成的导线即为耐热铝合金导线。 (2)工作温度与电流 一般钢芯铝线和铝合金绞线的允许温度为70°C,耐热铝合金导线的工作温度可在90、120、150、210、230°C。（严格说150°C及以上才能称耐热铝合金）。随着温度的增加，载流量随之增大。以240/30导线为例： 工作温度 ℃ 70 90 120 150 210 230 工作电流 安 610 633 820 960 1017 1270 增容率％ 100 104 134 157 166 208 可以看出，耐热铝合金导线的增容，最大为2倍。 （3）耐热铝合金的导电率 耐热铝合金导线一般按其导电率分58％IACS和60％IACS分为两种。（钢芯铝线为64%IACS）IACS为国际标准铜的导电率。 （4）耐热铝合金导线的特性： a)工作温度在150-230℃，输送容量可提高1.5－2.0倍； b)工作在200℃以上耐热铝合金导线，由于温度高，采用常规的钢芯弧垂过大，因此采用殷钢（invar steel）做钢芯，限制了弧垂过大的增长。 殷钢是铁镍合金，膨胀系数为3.7×10-6，是钢的1/3，铝的1/5，在高温下伸长很小。因此，采用殷钢作钢芯，导线工作温度在210－230℃时，可以维持低弧垂。（铝包殷钢芯的耐热导线在210℃时的弧垂，与钢芯铝绞线在90℃时的弧垂接近。）有较好的抗腐蚀能力。殷钢芯耐热铝合金导线造价较高。 C）原有线路的铁塔无需进行改造和加固。但在档距较大、交叉跨越、对地距离较紧的地方，有时还需加塔。 （5）耐热铝合金导线的主要用途： 1）旧线路的增容改造。在不改变铁塔，不增加线路走廊的情况下，可增加容量50～100％。 2）60％IACS的耐热铝合金导线，也可用于新建线路。 4.2 耐热铝合金导线的工作电流 4.3 耐热铝合金不同工作温度时