电力网导线截面优化选择及其应用探讨获奖科研报告

电力网导线截面优化选择及其应用探讨获奖科研报告【关键词】导线截面;优化选择;应用探讨

1背景分析

随着国民经济的飞快发展与用电量的迅速增加，电力网的经济运行日益受到重视。电力网中所用的导线，不仅对电力网所需的有色金属消耗量及投资有很大关系，而且在电力网运行中对供电的安全可靠和电能质量有重要意义。为了保证供电系统安全、可靠、经济、合理地运行，选择电力网导线截面必须对整个电网的负荷情况做出一个科学、合理、准确的分析，从而找到优化选择导线截面的依据，再运用导线截面选择的方法，且考虑5∽10年内负荷的新装和更换，最后确定导线的最佳截面。

2电力网导线最佳截面优化选择方法

2.1按经济电流密度选择导线最佳截面

所谓经济电流密度是指线路年运行费用最低时所对应的电流密度。经济电流密度J与年最大负荷利用小时数有关，年最大负荷利用小时数越大，负荷越平稳，损耗越大，经济截面因而也就越大，经济电流密度就会变小。当已知最大负荷电流Izd和相应的最大负荷使用时间Tzd后，可在相关表中查出不同材料导线的经济电流密度J，并按下式计算导线的经济截面A

A=Izd/J（mm2）

根据上式计算出截面后，从相关手册中选取一种与该值最接近（可稍小）的标准截面，再校验其它条件即可。

2.2按发热条件选择导线最佳截面

选定的输电线路的导线截面，必须根据不同运行方式以及事故情况下的输送电流进行发热校验。导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。工程上都预先根据各类导线容许长期工作的最高允许温度+70℃，环境温度为+25℃，制定其长期容许载流量，可查有关设计手册。

必须注意，按发热条件选择电力网导线截面，还必须要与相应的保护装置配合得当。如配合不当，可能发生导线和电缆因过电流而发热起燃但保护装置不动作的情况，这是绝对不允许的。

2.3按电压损耗选择导线最佳截面

电流通过导体时，由于线路上有电阻和电抗存在，除产生电能损耗外，还要产生电压损耗。按规定，高压配电线路的电压损耗，一般不超过线路额定电压的5%;变压器低压侧母线到用电设备受电端的低压线路的电压损耗，一般不超過用电设备额定电压的5%;对视觉要求较高的照明线路，则为2%∽3%。如线路的电压损耗值超过了允许值，则应适当加大导线的截面，使之满足允许的电压损耗要求。

在地方电力网中，导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，为了保证负荷端的电压偏移不超过容许范围，就必须按电压损耗来选择导线截面。一般的配电网，特别是农村电网其导线截面均按容许电压损耗选择。

2.4按机械强度的要求选择导线最佳截面

架空导线在架设时和架设后都要承受一定的拉力和导线的自重，以及风雨冰雪天气等所带来的外加压力和履冰重量等各种外界不利条件的影响，都会致使导线内部产生一定的应力，这时如果导线过细就会发生断线的事故，因而要求导线必须具备足够的机械强度，以防止其在架设或运行过程中产生不应有的断线现象，从而保证线路的安全运行。设计规程中分别根据线路的性质和导线所用的材料，规定了导线最小允许截面。

对于跨越铁路、通航河流、公路、通信线路以及居民区的线路，规定其导线截面不得小于35mm2。通过其他地区的导线截面，与线路类型有关，可参考有关资料。

2.5按电晕损耗条件选择导线最佳截面

电晕损耗是电力系统运行中的不利因素，导线发生电晕时要消耗电能，增加线路损失，甚至使导线和线路金具表面烧毁。由于电晕放电具有高频振荡的特性，对附近通信设施有干扰作用，因此对于高海拔地区的超高压线路的导线截面的选择，主要取决于电晕条件，并要求线路在正常运行情况下，晴天不出现全面电晕。

导线发生电晕的情况与气候条件、海拔高度有很大关系。当这些外界条件相同时，导线是否发生电晕，还与导线半径有关，半径越大，越不容易发生电晕。电晕损耗还受导线表面状况的影响，导线表面粗糙或有毛刺等，会增大损耗。主要办法是增大输电线的导线半径，提高输电线的起始电晕电压数值，使之在正常天气条件下不发生电晕放电。对超高压输电，减少电晕损耗的主要措施是采用分裂导线。

3电力网导线最佳截面优化选择的应用

对于35kV以上的架空送电线路，一般按经济电流密度选择导线截面。而按电压损耗选择导线截面的方法，主要用于没有特殊调压设备的配电网中。但不论采用哪种方法，所选择的导线截面，必须满足机械强度和发热的要求，按经济电流密度选择的导线截面还必须满足容许电压损耗的要求。对于110kV及以上的架空线路，应根据临界电晕电压来校验导线截面。避免电晕损耗，则是330kV以上的超高压线路决定导线截面的主要控制条件。

以上介绍多种选择导线截面方法，在不同的具体情况下，各种方法需要灵活应用与配合。如果按其中某一个方法来选择导线截面，同时又能满足上述其他的条件的要求，这是最理想的情况。但是，在实际导线截面的选择中，往往有时满足了经济性的要求，却又不能满足电能质量和安全可靠性等技术条件的要求，这就要求我们必须根据允许发热或允许电压损耗等技术条件来选择导线的最佳截面。

4结束语

对于不同的电力网，选择导线截面的方法是不完全相同的，无论我们选择什么方法来确定导线的