220kV线路采用新型导线增容改造实例探究.doc

220kV线路采用新型导线增容改造实例探究 　　【摘 要】本次研究以广西梧州翡翠～长洲内江线路增容改造工程为实例，对低弧垂软铝导线（特强钢芯软铝导线）、间隙型导线、铝包殷钢芯超耐热导线和碳纤维复合芯导线等进行技术经济比较分析。 【关键词】钢芯铝绞线；低弧垂软铝导线；间隙型导线；铝包殷钢芯超耐热导线；碳纤维复合芯导线 1 前言 随着国民经济的持续高速发展，城乡用电需求越来越大，导致现有的电网线路与急剧增长的用电需求不相适应，为了确保电力系统运行的稳定性及供电的可靠性，必须对现有电网线路实施改造。广西梧州市长洲内江～翡翠线路也属于在原线路进行增容改造的类型。 根据电力系统潮流分析，长洲内江～翡翠线路未来10年内正常运行方式最大潮流为517MVA，N-1故障最大潮流为688MVA。利用正常及故障方式最大潮流计算得的导线载流量结果如下： 正常运行方式载流量： 故障方式最大载流量： 其中：W―线路输送容量（kVA）；U―线路额定电压（kV）。 由计算结果可见，长洲内江～翡翠线路正常运行方式最大电流为1357A，故障方式最大电流为1806A，因此，本次改造线路所选择的导线经济输送电流必须大于1357A，极限输送电流必须大于1806A。 通常，选择2×630mm2截面的钢芯铝绞线能满足长洲内江～翡翠线路线路正常及N-1故障运行要求（该导线的经济输送电流1449A1357A，极限输送电流1975A1806A）。由于220kV洲平线杆塔按2×300mm2钢芯铝绞线设计，若采用2×630mm2截面的钢芯铝绞线进行改造，需要对原有的杆塔全部进行更换，因现场地形复杂，现有线路较多，且与公路、铁路存在交叉跨越，线路走廊拥挤，改造只能在原线路走廊上选新塔位，施工时将造成线路长时间停电，对电站电力送出、用户用电及电网运行安全造成很大影响。为了保证杆塔结构稳定性及安全性，减少施工停电时间，本次线路改造计划利用原有杆塔架设，将原线路架设的钢芯铝绞线更换增容导线。该方式建设工期短，在不改造原线路杆塔的情况下，能提升线路的输送容量，满足电网负荷的要求，同时项目实施受外部因素影响较小。 目前国内常用增容导线主要有以下四种：低弧垂软铝导线（特强钢芯软铝导线）、间隙型导线，铝包殷钢芯超耐热导线，碳纤维复合芯导线。因原线路导线为LGJ-300/40钢芯铝绞线，因此本次研究选用与LGJ-300/40具有相似机械电气特性的低弧垂软铝导线JLRX/EST-300/50、间隙型导线JNRLH3S/EST-300/40，铝包殷钢芯超耐热导线JLHNR60/LBY10-300/50，碳纤维复合芯导线JRLX/T-310/40四种增容导线与LGJ-300/40钢芯铝绞线进行技术经济比较。 2 新型导线类型 2.1 低弧垂软铝导线（特强钢芯软铝导线） 低弧垂软铝导线（特强钢芯软铝导线）是采用特高强钢芯和1350-O全退火软铝线同心绞合而成的一种特种架空输电导线，其有显著的节能、增容效果，不仅可以增容50%以上，而且在高温下的弧垂比普通的钢芯铝绞线更小，该导线的主要技术特性有以下几点： （1）节能降耗特性 软铝线导电率为60%IACS，超过硬铝线61%IACS导电率约2%，相同截面相同温度提高输送能力，可节能2%，在输送相同电流的条件下，减少输电线损约3%。 （2）显著增容特性 软铝导线长期运行温度可达150℃，是常规导线运行温度70℃时载流量的1.5倍以上。 （3）低弧垂特性 通过创新的工艺实现铝部应力转移，高温时软铝线几乎不受力，运行张力仅由钢芯承受，其高温弧垂不受铝股长期蠕变的影响，增容1.5倍以上高温时软铝导线的弧垂与相同截面钢芯铝绞线70℃时弧垂相当甚至更优。 （4）优良机械特性 与传统圆线绞合导线相同铝截面，直径将降低10～15%，可降低风冰荷载； 与传统圆线绞合导线相同直径，铝截面将增大20～25%，可提高载流能力； 导线表面圆滑平整，绞线间隙极小，减少风阻，自阻尼性能和耐振性能较高，不易粘积冰雪，具有抗覆冰特性和高耐腐蚀特性。 2.2 间隙型导线 间隙型耐热钢芯铝合金导线俗称间隙型增容导线。它是以特强镀锌钢（EST）作为中心承力部分，耐热铝合金或超耐热铝合金作为主要载流体，在钢芯与铝合金所夹间隙中填充耐热润滑油。内层铝合金导体做成梯形以保证钢芯与铝合金内层的间隙，在间隙中填充耐热润滑油，以使铝合金与钢芯各自独立移动。间隙型增容导线采用耐热铝合金或超耐热铝合金作为其主要载流体。其中耐热铝合金可以在150℃下持续运行，此时载流量是同等截面铝导线的1.6倍，超耐热铝合金可以在2l0℃下持续运行，此时载流量是同等截面铝导线的2.3倍。