架空线路线径的经济选择

架空线路线径的经济选择
摘要：架空线路适用于额定交流电压不超过35kV的架空线路。

详细介绍了线材
截面的选择方法，讨论了线材截面选择时应考虑的问题。

还根据具体例子分析和
研究了经济效益。

关键词：架空线路；导线截面；线损；电压降校验
前言
供电量与售电量之差是线损，它是配电企业重要的技术经济指标，直接影响
整个电力系统的经济效益。

实际上，线路可以通过多种方式来降低损耗，特别是
增加功率因数，选择最靠近负荷中心的位置，减少输配电系统，选择电力线作为
经济电流密度。

本文通过实例分析了如何根据安全性和经济性电流密度选择电力
线段。

1导线截面选择原则
1.1 根据经济电流密度进行选择
从能量损失的角度来看，可以预期导线的最大截面是最好的，因为这样导线
的阻抗就会降低，从而减少功率和电压的损失。

然而，从线路和维护的角度来看，较小的截面是可取的。

在这个阶段，线材的单价下降，有色金属的消耗量下降，
投资成本下降。

根据经济电流密度选择导线截面，可以将线路的年运行成本降低
到接近最低水平，因为这两种方法在经济上都很重要。

1.2 选择长度上的允许电流
这一原则的后果如下:对于不同类型、规格和材料的导线，在相应的时间内存
在允许的负载电流调节，也称为允许负载流量调节。

因此，在选择设计时，不需
要计算不同情况下的导线加热温度，只需查阅电工手册，获得计算电流的相应部分，并对温度进行校正。

如果所选的截面不符合这一原则，则会使导线过热并烧
毁绝缘材料，或在满负荷引起火灾或其他事故。

1.3 选择正常运行时允许的电压损失
由于电阻和电抗,电流流经导线,除了电能损失。

并且,当电压损失超过一定范
围内,两端的电压过低,则使用电气设备,这影响了电气设备的正常运转。

以确保其
设备正常运作,你必须选择线路导线截面的电压损失允许的电压损失,以致电压低
于允许值为保证质量。

2 案例分析
例如:某地区有架空线路35kV，总长50公里，有LGJ-120/20(20公里)和LGJ-
95(30公里)导线。

阻力R1,R2分别是0.27、0.33Ω/km公里，分别电抗
X1=0.379Ω/km,X2=0.386Ω/km。

6400kW最大负荷，4800h为利用小时数。

设计一
项线路升级计划，使其在经济上可行。

2.1 截面选择
根据经济电流密度选择线材截面。

安全性和经济性是必须考虑。

截面越大，
损失越大，但投资成本越高。

导线段越小，损失越大，在降低安全性的同时满足
后续需求的难度越大。

在技术应用中，最好的方法是根据经济电流密度选择线材
截面。

结合以上算例进行截面计算，截面计算公式如下:S=Imax/j，（1）式中:截
面-S，最大工作电流-mm2 Imax，电流密度-Aj，A/mm2，其中Imax可由式(2)计
算:Imax=Pmax/×Ue×cosφ，（2）式中：最大功率负荷Pmax,额定电压kWUe,功率
因数kVcosφ,以0.95负荷随使用时间的最大数量和类型的导线,并会根据最新公布
的电流密度的表,在表1中,我们得到了一个经济电流密度j=1.15 A/mm2。

每个变
量的值替换为S=6400/×35×0,95=111mm2。

横截面大于111mm2的导线，取
S=120mm2或S=150mm2，即LGJ-120或LGJ-150。

应根据校验电压导线截面。

用电压降校验导线截面的公式:∆u%=（R0+X0×tgφ）/PL/10Ue2，（3）式中：电压损耗∆u%，电阻率R0，电抗率Ω/kmX0，功率因素角Ω/kmφ，负荷功率
tgφ=0.75P，长度kWL，额定电压mUe，kV代入公式（3）可知LGJ-95线路的电压降
∆u%=6.8%，LGJ-120线路的电压降∆u%=5.8%。

根据要求，电压降不得超过10%，使LGJ-95和LGJ-120符合要求;可以计算出LGJ-150的值也符合要求。

根据线材的强度检查线材的截面。

导线截面选择必须满足强度,因为导线本身的重量和自然现象的风、雨、雪和冰的导线置于一定
的压力,而且可以唯一的选择是钢丝的强度足以保证供电线路的安全运行。

强度线的最小截面
为25mm2。

这符合要求。

通过电击校验导线截面。

在高压电线中，电线周围形成了巨大的电场。

当电场强度达到某一值时，导线周围的空气就会释放出来，形成放电。

这种放电现象令
人震惊。

在高海拔地区，110-220kV线路和330kV以上线路的线段经常出现电晕现象。

对于
35kV线路，不考虑电击现象。

2.2.1 截面时要考虑的问题
测定截面导线时,既要考虑当前的经济形势和用户的电力需求增长的速度的用户人群,一般
为期5至10岁。

在确定节,因此必须选择一科略大于理论值。

例如，计算面积为S=111mm2，则实际值必须大于S。

除了传输功能、经济和安全外，导线截面的选择还必须考虑环境影响。

环境扰动的典型特征是电晕、无线电扰动、噪声等。

不同类型的扰动在不同的地理环境下受
到不同程度的影响。

例如，在110kV以上的高压条件下，电击现象不容忽视;无线电信号对导
线的影响应考虑到导线的覆盖密度;在某些噪声环境中，还必须考虑噪声的影响。

2.2.2 经济效益分析
根据经济电流密度，用于线路转换的长度分为LGJ-120和LGJ-150。

方案一：用LGJ-120
替换旧的30公里LGJ-95，使整个线路成为LGJ-120。

方案二:将原30km LGJ-150模型替换为原30km LGJ-95线路和20km LGJ-120线路。

方案三:将所有50公里的线路替换为LGJ-150，得到
整个线路的LGJ-150。

对以下三种方案进行了分析，并对其经济效益进行了比较。

(1)线材成
本计算。

钢丝重量为401公斤/公里，LGJ-120线的重量为495 kg/km,LGJ-150线的重量为598 kg/km。

价格是每公斤14元。

这三个方案的估计费用如下:方案一：更新成本
=495×30×14=207900(元)方案二：更新成本=598×30×14=251160(元)方案三：更新成本
=598×50×14=418,600(元)(2)节能计算。

线路能量损失主要是输电线路部分的电能损失，即线
路损耗。

理论计算方法一般采用最大功率损失时间法，计算公式如下:∆A=3I2max（R0L）
τ/103（4），下面分析这三种方案的经济效益。

每个方案每年节省的能源的经济价值应计算
如下:每年节省能源的经济价值=0.55×（原线路电路损耗-各方案电路损耗）在方案1的情况下，每年的节省是96047元。

方案二和方案三每年都有同样的节省192093元和256124元。

每个
方案的费用计算是207900元、251160元和418600元。

回收成本所需的时间按下式计算:回
收成本所需的时间=每年节约能源的成本/经济价值。

虽然方案二从成本回收时间的角度来看
是最优的，但成本回收后线路的电能损失是经济盈利的主要问题。

方案三比方案二多花了6
个月的时间来收回费用，但在方案三投入使用两年后，与方案二相比，方案三每年节省64031元，如果所考虑的线路运行时间为10年，则在方案三中，与方案二相比，在过去8年，在成本回收两年后，将实现64031×8=512248总节省。

故选方案三。

结束语
本文详细介绍了线材截面的选择方法、截面选择时应考虑的问题，并通过工程实例对其
经济效益进行了分析和研究。

选择合适的线段和改变布局对节能尤为重要。

同时，在“美丽中国”的历史背景下，减少能源消耗也是一种社会价值观的表达。

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