经济电流密度值(2020年10月整理).pdf
架空导线动态模式下经济电流密度取值
是 Z= f ( j ) 的渐近线, 这时, 年运行费 ( 电能损
耗费) 成为影响年计算费用的主要因素, 这是所选
导线截面过小所致。
只有当 j = jec 时, 年计算费用在曲线 1 和曲线 2 共同影响下出现极小值 Zmin, 因此, 把点 j ec 称为 导线的经济电流密度。
导线的运行费 ( 电能损耗费) 有关 ( 曲线 2 为一直
线) , 与导线截面 无关部分的投资 费用为一常量,
总的年计算费用为三者之和 ( 曲线 3) 。
图 1 z = f ( j ) 关系曲线
当 j < j ec 时, 总的年计算费用随导线电流密度 的减小而增大, 若 j < j ec , 则 Z > Zmin, 曲线 1 成 为 Z = f ( j ) 的渐近线, 工程的初投资及年折旧维 护费成为影响年计算费用的主要因素。这是所选导 线截面过大所致。
L 架空线路长度, km; D 导线的比重, 铝线为 3 528 g/ cm3, 铜
线为 8 9 g/ cm3;
导线的价格, 元/ kg。
与导线截面无关或关系不大的投资费用包括杆
塔、绝缘子、避雷线及接地装置、导线的钢芯、勘
测设计及施工费用等。
b. 年折旧维护费 ( Z2) 年折旧维护费是 指按国家规定的折旧维护率
2007 年第 3 期
东北电力技 术
37
图 2 铝导线 j ec= f ( / ) 关系曲线
图 3 铜导线 j ec= f ( / ) 关系曲线
表 2 现阶段导线经济电流密度推荐值 A/ mm2
2024北京电工考试试题高压电工考试(全国通用)
本套试卷为电工精选题库，总共300道题！题目几乎覆盖电工常考的知识点。
题库说明：本套电工题库包含（单项选择题200道，多选题50道，判断题50道）一、单选题(共计200题,每题1分)1.箱式变电站停用时间超过( )个月，再投运前应进行全项预防性试验。
A. 1B. 3C. 6D.12答案:B2. 关于互感器的说法错误的是( )。
A.电压互感器在使用时其一次侧和二次侧需装设熔断器保护B.电压互感器在运行时，一次绕组并联接在线路中，二次绕组并联接仪表或继电器等C.电流互感器在使用时其二次侧不允许装设熔断器D.互感器的绕组与铁芯之间没有绝缘答案:D3. 几万伏或几十万伏高压电能输送到( )后，必须经过不同的降压变压器将高电压降低为不同等级的电压，以满足各种负荷的需要。
A.发电站B.发电厂C.负荷区答案:C4. 负荷开关在正常情况下不能拉合( )电流。
A.短路B.重载C.轻载D.空载答案:A5. TN-S俗称( )。
A.三相四线B.三相五线C.三相三线答案:B6. 已知e=311sin(314t+5°V,其相量E=( )°A.311/5°B.220/5°C.220/+185°D.220/+175°答案:D7. TN-C系统是工作领先于保护线( )的系统。
A.分开B.共用C.随意答案:B8. 某变电站由110kV单回线路供电，变电站负荷为40MW，功率因数为cosФ=0.8，年最大负荷利用小时数TL＝6000h，用经济电流密度选择钢芯铝绞线应为()。
(铝线:当年最大负荷利用小时数＞5000时，经济电流密度值J＝0.9A/mm2，＝1.732)A.LGJ-120B.LHJ-150C.LGJ-300D.LGJ-400答案:C9. N型硅材料普通二极管用( )表示。
A.2CPB.2CWC.2CZD.2CL答案:A10. ( )《特低电压(ELV)限值》中规定,在正常环境下,正常工作时工频电压有效值的限值为()V。
2020年10月自考试题及答案解析发电厂电气主系统全国
2018年10月自考试题发电厂电气主系统全国课程代码：02301一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．槽形母线与多条矩形母线相比，其冷却条件好，集肤效应（）A．小B．大C．相同 D．相近2．高压断路器多采用液压操动机构，其传递能量的媒介是（）A．氮气B．液压油C．压缩空气D．SF63．采用单母线分段的主接线，当分段断路器闭合运行时，如果某段母线上发生故障，继电保护动作首先跳开（）A．出线断路器B．分段断路器C．电源支路断路器D．该故障分段母线上的所有断路器4．下列选项中不属于多角形接线特点的是（）A．接线简单清晰、经济性好B．供电可靠性高、运行灵活C．检修一台断路器时，需对有关支路停电D．难于扩建5．分相中型配电装置与普通中型配电装置相比，主要区别是将母线隔离开关分为单相分开布置，每相的隔离开关直接布置在各自母线的（）A．左侧B．右侧1C．上方 D．下方6．下述电气设备中最大工作电流为其额定电流值的是（）A．发电机B．调相机C．电动机D．电力变压器7．在发电厂或变电所中，一般按经济电流密度选择母线截面的回路是（）A．发电机和主变压器回路B．所有高压回路C．所有低压回路D．发电机回路8．发电厂弱电控制回路的直流电源电压为（）A．110V或48V B．48V或24VC．24V或12V D．12V或5V9．下列选项中不属于准同期并列理想条件的是（）A．电压相等B．频率相等C．相位相同D．电流相等10．强迫油循环风冷却系统主要适用于多大额定容量的变压器?（）A．31500kV A及以上 B．31500kV A以下C．3150kV A及以上D．3150kV A以下11．当施加于电介质的电压超过其击穿电压时，通过电介质的电流（）A．维持不变B．急剧增加C．急剧减小D．慢慢减小12．下列选项中不会使电介质发生不可逆老化过程的是（）A．热过程B．极化过程C．化学过程D．机械损伤13．测量绝缘电阻时，读取绝缘电阻数值的正确时间是在兆欧表达到（）A．50％额定转速且指针稳定后B．80%额定转速且指针稳定后C．额定转速且指针稳定后D．最大转速且指针稳定后14．普通阀型避雷器火花间隙的特点是（）2A．伏秒特性曲线很陡，分散性很大B．伏秒特性曲线很平，分散性很大C．伏秒特性曲线很陡，分散性不大D．伏秒特性曲线很平，分散性不大15．35kV及以上变电所进线段保护长度一般取为（）A．1～2公里B．500～600米C．200～300米D．100米左右二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)请在每小题的空格中填上正确答案，错填、不填均无分。
线损基础资料
第一章导线的选择第一节按经济电流密度选择1、根据经济电流密度选择导线截面的计算公式如下：S＝P/(1.7321jU H COSφ)其中：S为导线截面，P为送电功率，U H为额定电压，j为经济电流密度，COSφ为功率因数。
我国现行经济电流密度(A)如表1－12、按经济电流密度选择导线截面通常考虑5－10年的发展。
23、铝、钢芯铝绞线单位电压、单位导线截面的经济输送容量（kV A）如表1－2.22第二节按电压损失校验导线截面只有当电压为6、10kV以下，而且导线截面在95m2以下的线路才进行电压损失校验，70～95的导线用加大截面来降低电压损失效果不大显著，而且会引起投资及有色金属的增加。
而采用静止电容器或带负荷调压变压器以及其它措施比较合适，但应进行技术经济比较确定。
线路允许电压损失应视线路首端的实际电压水平确定，对于线路末端受电器（如电动机、变压器等），一般允许低于其额定电压的5%，个别情况下（如故障等）允许低于7.5～10%，如果首端电压高于额定电压10%，则线路允许电压损失15%。
按电压降10%计算，负荷矩见表1－4～1－6。
第三节按机械强度校验导线截面为了保证架空线路必要的安全机械强度，对于跨过铁路、通航河流和运河、公路、通讯线路、居民区的线路，其导线截面不得小于35mm2，通过其它地区的导线截面，按线路类型分，见下表。
2第四节按发热校验导线截面选定导线的截面，必须根据可能出现的各种正常运行方式和事故运行方式的送电容量进行发热校验。
在正常情况下，铝导线的温度不超过70℃,在事故情况下，铝导线的温度不超过90℃.按铝导线70℃，导线周围空气温度为25℃时计算输电线路持续容许负荷见下表。
如果最热月份导线周围空气平均温度不同于25℃,可用表进行修正。
在不同周围空气温度下的修正系数第五节按电晕校验导线截面在高压输电线路中，导线周围会产生很强的电场，当电场强度达到一定值时，导线周围的空气发生游离，形成放电，这种放电现象就是电晕。
(国标)电力电缆载流量
40
注：1 适用于铝芯电缆，铜芯电缆的允许持续载流量值可乘以 1.29。
2 电缆导体工作温度大于 70℃时，允许载流量还应符合本规范第 3.7.4 条的规定。
表 C.0.2-2 6kV 三芯电力电缆直埋敷设时允许载流量(A)
绝缘类型
不滴流纸
聚氯乙烯
钢铠护套
有
无
有
电缆导体最高工作温度（℃）
80
70
10
2 单芯只适用于直流。
26
表 C.0.1-3 1～3 kV 交联聚乙烯绝缘电缆空气中敷设时允许载流量(A)
电缆芯数
三芯
单芯
单芯电缆排列方式
品字形
水平形
金属层接地点
单侧
双侧
单侧
双侧
电缆导体材质
铝铜铝 铜 铝铜铝 铜 铝铜
电
25
91 118 100 132 100 132 114 150 114 150
152
173
95
143
169
219
182
214
体
120
168
196
251
205
246
150
189
220
283
223
278
截
185
218
246
324
252
320
240
261
290
378
292
373
面
300
295
325
433
332
428
400
（mm2）
500
506
378
501
579
428
574
（完整版）《电力系统分析》课程设计指导书
电压等级的选择是一个涉及面很广的综合性问题，除了考虑输电容量、距离等各种因素外，还应根据动力资源的分布、电源及 工业布局等远景发展情况，通过全面的技术比较后，才能确定。并且，由于电网的电压等级和接线方案有着密切的关系，因 此，一般地区电网设计中，接线方案和电压等级确定同时进行。在课程设计中，由于条件限制，不可能同时论证电压等级和进 行方案设计。因此，一般根据题目所给数据，参考附表B —4，并根据同一地区，同一电力系统内应尽可能简化电压等级的原 则，合理的确定电压等级。
根据以上的比较，可以从原始方案中初步确定出2～3个方案，然后，再作详细的技术经济比较。 （3）详细经济技术比较，确定电网接线的最优方案。 上面（2）步中确定的2～3个方案，均是技术上以成立的方案，在最优方案的确定中，只作进一步的经济比较。
经济比较的主要指标是电力网的一次投资和年运行费用。在比较中只考虑各方案的不同部分，不考虑各方案的相同部分。 1）导线截面积的选择 为了计算投资积年运行费用，必须首先选择输电线路的导线截面。 在选择导线截面积之前，首先进行各种方案的的初步潮流 计算。取 km x /42.00Ω=，km r /21.00Ω=，00=b ，计算出各条线路的最大输送功率。 按经济电流密度以及该线路正常运行方式下的最大持续输送功率，可求得导线的经济截面积，其实用计算公式为 ? cos 3max N j JU P S = 或N j JU Q P S 32 max 2max += 式中，m ax P —正常运行方式下线路最大持续有功功率（KW ） max Q —正常运行方式下线路最大持续无功功率（KW ） N U —线路额定电压（KV ） J —经济电流密度（2A/mm ） ，其值可根据线路的m ax T 及导线材料，由附表B —5查得。 ?cos —负荷的功率因数 根据计算所得的导线的经济截面积结果，选取最接近的标称截面的导线。 注意： 线路的最大负荷利用小时数m ax T 应由所通过的各负荷点的功率及其m ax T 决定。 ＃对于放射形网络，每条线路只向一个负荷点供电，则线路的最大负荷利用小时数m ax T 就是负荷所提供的最大负荷利用小 时数； ＃对于链形网络，各线路的最大负荷利用小时数m ax T 等于所提供负荷点的最大负荷利用小时数的加权平均值，即 ∑∑=?=??= n jj n jj j P TP T1 max 1 max max max 式中，j P ?m ax —各负荷点的最大有功功率； j T ?m ax —各负荷点的最大负荷利用小时数。
导线及电力电缆经济电流密度值
二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流。
二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流。
说明：“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其截流量约为截面数的9倍。
如2.5mm’导线，截流量为2.5*9=22.5A。
从4mm’及以上导线的截流量与截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减1，即4*8、6*7、10*6、16*5、25*4。
“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm’的导线截流量为截面数的 3.5倍，即35*3.5=122.5A。
从50mm’及以上的导线，其截流量与截面数之间的倍数关系变成两个两个线号一组，倍数依次减0.5。
即50、75mm’导线的截流量为截面数的3倍，95、120mm’导线的截流量为截面数的2.5倍，依次类推。
“条件有变加折算，高温九折铜升级”，说的是上述口诀说的是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25度的条件下而定的。
如明敷在环境温度长期高于25摄氏度的地区，导线截流量按上述口诀计算出来后要打9折；当使用的不是铝芯而是铜芯时，它的截流量要比同规格铝线略大一些，同样大小的电流，所选铜导线可比铝导线小一号。
如16mm’的铜导线截流量，可按25mm’的铝导线计算。
一般铜的安全计算方法：2.5平方——28A4平方——35A6平方——48A10平方——65A16平方——91A25平方——120A如果是铝线，线径要取铜线的1.5~2倍。
如果铜线电流小于28A，按平方毫米10A来取肯定安全。
如果铜线电流大于120A，按平方毫米5A来取。
导线面积输送容量选择
5.3送出线路的导线截面选择5. 3.1正常运行方式下的最大输电容量应符合经济电流密度要求(经济电流密度选择可参考附录A)．5.3.2导线的长期允许载流量应大于事故运行方式下的最大送电容量（输电线路的持续极限输送容量可参考附录B）．6潮流计算6.1潮流汁算的目的是为了检验送电方案的合理性，同时为选择导线截面、变电设备主要规范和无功补偿设备等提供依据。
6.2应对设计水平年有代表性的正常最大、最小运行方式进行潮流计算。
必要时应对检修方式，事故运行方式进行潮流计算．6.3潮流计算中系统备用容量的分配应体现合理利用能源和系统安全经济运行的要求。
6.4地热发电机的功率因数及进相能力，应根据系统需要及机组制造情况确定．6.5在以地热电站供电为主的电网中，应进行必要的调相调压和无功补偿计算，提出满足运行电压要求的有火措施．7短路电流及其他电气计算7.1短路电流计算的主要目的是选择断路器的额定短路开断电流．7.2短路电流计算水平年应按电站投运后10年左右确定。
7.3中性点直接接地系统应同时计算三相和单相短路电流。
7.4中性点为不接地的系统，应根据系统规模计算单相接地电流，以确定消弧线圈的容置和安装位置．当单相接地电流大于表1下述数值时，中性点应装设消弧线圈接地。
表1 中性点应装设消弧线圈的单相接地电流限值系统规模单相接地电流，≥／A3～6 kV电网3010 kV电网2035 kV及以上电网lO7.5需要进行稳定计算，应参照DL755的有火要求执行。
7，6若送电距离远时．应对单机带空载线路是否产生自励磁过电压进行核算，不发生自励磁的判据为：式中：W H——发电机额定容量，单位为兆伏安(MVA)：Q C——线路充电功率，单位为兆乏(Mvar)；——发电机等值同步电抗标么值（以发电机容量为基准，包括升压变压器电抗）。
当发电机容量小于上式要求时，可采取避免单机带空载长线或者装设并联电抗器等措施。
8方案经济比较8.1接入系统设计方案经济比较的目的，是从国民经济整体利益出发，通过科学的计算分析和比较，求得经济上最佳的接入系统方案．8.2方案经济比较中，建设期的投资和运行期的年运行费用都应考虑时间因素。
经济电流密度的计算方法
经济电流密度：导线截面影响线路投资和电能损耗，为了节省投资，要求导线截面小些；为了降低电能损耗，要求导线截面大些。
综合考虑，确定一个比较合理的导线截面，称为经济截面积，与其对应的电流密度称为经济电流密度。
按年最大负荷利用时间/h电缆：3000以内的铝1.92A/mm 铜2.5A/mm, 3000~5000 铝1.73A/mm 铜2.25A/mm, 5000以上铝1.54A/mm 铜2.00A/mm,架空线路：3000以内的铝1.65A/mm 铜3.00A/mm, 3000~5000 铝1.15A/mm 铜2.50A/mm, 5000以上铝0.90A/mm 铜1.75A/mm,1 降低线损的主要措施线损率是供电量与售电量之差同供电量之比的百分数，是供电企业的一项重要技术经济指标，在实际工作中可采取以下措施降低线损。
选定负荷中心的最佳位置，减少或避免供电半径过长。
提高负荷功率因数，尽量使无功就地平衡。
电力系统的电压是随着线路输送的有功和无功功率变化而变化的，当线路输送一定量的有功功率和始端电压不变时，如输送的无功功率越多，线路的电压损失就越大，线损率就越高；当功率因数提高以后，负荷向系统吸取的无功功率就减少了，线路的电压损失也相应减少，线损率就降低。
减少输配电层次，也就是说减少变压次数，提高输电电压的等级。
按经济电流密度选择供电线路的截面积。
选择导线既要考虑经济性，又要考虑安全性。
导线截面大，线损就小，但会增加投资；导线截面小，线损就大，满足不了今后发展的需要，而且安全系数降低。
在实际工作中，最好的办法就是按经济电流密度来选择导线的截面面积。
2 实例现结合邓州市的湍构35 kV线路，进行分析如下。
湍构线路全长17.91 km，导线型号LGJ-120/20（2 km）、LJ-70（15.91 km），年最大负荷5600 kW，最大负荷利用小时数为4900 h。
LGJ-120/20导线阻抗R = Ω/km，LJ-70导线阻抗R = Ω/km。
用电设备容量与开关及导线选配参数表
220v 设备功率300v 设备功率载流（A ）导线截面导线最大载流(A)导线截面导线载流（A ）选配开关（A ）导线截面导线最大载流（A ）0-3KW 0-6 1.016 2.5510 1.083-4KW 6-8 1.0164815 1.5111-2KW 4-7KW 8-13 1.01661220 2.5162-3KW 7-9KW 13-17 1.5201020254213-4KW 9-11KW 17-21 2.5271020306274-5KW 11-16KW 21-3043616324010385-7KW 16-21KW 30-4064716325016497-9KW 21-28KW 40-53106425506025649-12KW 28-35KW 53-671690357080358012-15KW 35-44KW 67-842511935701005010115-19KW 44-56KW 84-10635147501001257012819-23KW 56-70KW 106-13350185701401609516023-27KW 70-81KW 133-154702299519020012018527-31KW 81-94KW 154-179952819519025015021631-35KW94-106KW 179-202120324120240300185242106-162KW 202-3081503711503004002*120370162-189KW 308-3591854231853704002*150432189-212KW 359-4032*1206482*1204806002*185484212-315KW 403-5982*1507422*1506001000315-400KW598-7602*1858462*1857401000电器设备容量与导线安全电流估算值：本表计算条件为：cos φ=0.8(电机） cos φ=0.45(日光灯）电子整流器 cos φ=0.55-0.6 电感镇流器 cos φ=0.3-0.5 1A ≈0.438(KW) 1KW ≈2.28A 安全系数K2=1.2（计算结果取整数）三相容量35KW （单相12KW ）以下的设备按经济电流密度配线时，可用于穿塑料管暗敷：三相容量35KW （单相12KW ）以上的设备按经济电流密度配线时，只适用于明敷。
母线和电缆的选择
▉ 母线截面选择—按最大长期工作电流选择
除配电装置的汇流母线及较短导体(20m以下)按最大长 期工作电流选择截面外，其余导体的截面一般按经济密度选 择。 1. 按最大长期工作电流选择
母线长期发热的允许电流Ⅰal ， 应不小于所在回路的最 大长期工作电流Ⅰmax，即 KⅠal≥Ⅰmax （7-31） 式中 Ⅰal—相对于母线允许温度和标准环境条件下导体 长期允许电流； K—综合修正系数，与环境温度和导体连接方式等 有关，其中温度修正系数参考式（7-3）。
可按照电缆的额定电压UN不低于敷设地点电网额定电压 UNs的条件选择，即UN≥UNs （7-40）
▉ 电缆的选择与校验—按最大长期工作电流选择电缆截
面
3. 电缆截面的选择 一般根据最大长期工作电流选择，但是对有些回路，如 发电机、变压器回路，其年最大负荷利用小时数超过5000h， 且长度超过20m时，应按经济电流密度来选择。 （1）按最大长期工作电流选择
ca al ，则必须采取措施减小母线的计算 如果在校验时， 应力，具体措施有：将母线由竖放改为平放；放大母线截 面，但会使投资增加；限制短路电流值能使大大减小，但须 增设电抗器；增大相间距离a；减小母线跨距 l 的尺寸，此时 可以根据母线材料最大允许应力来确定绝缘瓷瓶之间最大允
许跨距，即
小，一般用于4000~8000A的配电装置中。管形母线集肤效应 系数小，机械强度高，管内还可通风和通水冷却，因此，可用
于8000A以上的大电流母线。另外，由于圆形表面光滑，电晕
放电电压高，因此可用于110kV及以上配电装置。
▉ 母线的选择与校验—母线的布置方式
（3）母线的布置方式 图7-11为矩形母线的布置方 式示意图。当三相母线水平 布置时，图7-7(a)与图7-7(b) 相比，前者散热较好，载流 量大，但机械强度较低，而 后者情况正好相反。图77(c)的布置方式兼顾了前二 者的优点，但使配电装置的高度增加，所以母线的布置应根据 具体情况而定。
导线的选择
导线的选择导线、电缆截面选择应满足发热条件、电压损失、机械强度等要求，以保证电气系统安全、可靠、经济、合理的运行。
选择导线截面时，一般按下列步骤：○1对于距离L≤200m且负荷电流较大的供电线路，一般先按发热条件的计算方法选择导线截面，然后按电压损失条件和机械强度条件进行校验。
○2对于距离L＞200m且电压水平要求较高的供电线路，应先按允许电压损失的计算方选择截面，然后用发热条件和机械强度条件进行校验。
○3对于高压线路，一般先按经济电流密度选择导线截面，然后用发热条件和电压损失条件进行校验。
（1）按经济电流密度选择经济电流密度是从经济角度出发，综合考虑输电线路的电能损耗和投资效益等指标，来确定导线的单位面积内流过的电流值。
其计算方法如下:I=SJ式中：I—线路上流过的电流；S—导线的横截面积；J—经济电流密度。
我国现行的导线经济电流密度值见表1.1表1.1 我国现行的导线经济电流密度值/(A/mm²)（2）按机械强度选择导线在敷设时和敷设后所受的拉力与线路的敷设方式和使用环境有关。
导线本身的质量，以及风雪冰雹等的外加压力，会使导线承受一定的应力，如果导线过细就容易折断，引起停电事故。
在各种不同敷设方式下导线按机械强度要求的最小允许截面见下表1.2。
表1.2 按机械强度确定的绝缘导线最小允许截面积（3）按发热条件选择每一种导线通过电流时，由于导线本身的电阻及电流的热效应都会使导线发热，温度升高。
如果导线温度超过一定限度，导线就会加速老化，甚至损坏或造成短路失火等事故。
为使导线能长期通过负荷电流而不过热，对一定截面的不同材料的导线就有一个规定的容许电流值，称为允许载流量。
这个数值是根据导线绝缘材料的种类、允许升温、表面散热情况及散热面积的大小等条件来确定的。
按发热条件来选择导线截面，就是要求根据计算负荷求出的总计算电流I∑c不可超过这个允许载流量I N。
即：I N= I∑c若视在计算负荷为S∑c，电网规定电压为U N，则有I∑c=S∑c/√3U N，表1.3和表1.4给出了常用铜芯线和铝芯线在25℃的环境温度、不同敷设条件下的长期连续负荷允许载流量。
油田电网输配电线路经济电流密度的探讨
油田电网输配电线路经济电流密度的探讨发布时间：2023-01-15T07:18:13.410Z 来源：《工程管理前沿》2022年8月16期作者：韩晓丽顾云鹏郑双建[导读] 通过建立年费用最小模型，得到通用简易的线路经济，电流密度解析式，并结合油田电网现阶段的工程建设实际情况，考虑了输配电价、线路造价和贷款利率等参数的变化，给出了输配电线路现阶段科学合理的经济电流密度值。
韩晓丽顾云鹏郑双建中国石油大港油田电力公司天津市滨海新区 300280摘要：通过建立年费用最小模型，得到通用简易的线路经济，电流密度解析式，并结合油田电网现阶段的工程建设实际情况，考虑了输配电价、线路造价和贷款利率等参数的变化，给出了输配电线路现阶段科学合理的经济电流密度值。
关键词：输配电线路经济电流密度引言长期以来，一直按照1956年电力工业部颁布的经济电流密度推荐值进行设计和选取线缆截面。
然而随着经济不断发展，且油田的生产特点与要求与国家标准规定三班制的运行时间有比较大的差距。
为此有必要重新审视原来经济电流密度对于目前经济形势和对油田生产特点的合理性和适用性。
1 油田电网经济电流密度计算为了在投资费用和运行费用间找到平衡，建立了年费用最小模型，以年投资费用和年运行费用（包括年折旧费用和年电能损耗费用）之和最小的目标函数，以导线截面作为决策变量。
年总费用=初始投资费用+年运行费用1.1 初始投资费用2.2 线路年折旧及维修费率C2与线路折旧年限和残值相关，低压线路的折旧年限一般为15年，中压线路一般为20年，高压线路一般为30年。
残值为5%，若大修理按折旧率的40%确定，维护生产费按折旧率的20%提取。
2.3 线路的最大负荷损耗小时数ττ是电网元件电阻一年中由实际负荷产生的电能损失对应在用户最大负荷持续作用下电网元件电阻产生同样大小电能损失所需要的时间。
根据油田电网不同电压等级线路的功率因数及最大负荷运行小时数情况合理的选择τ值。
输电线路导线截面的选择
第一种情况比用电设备额定电压高10%
第二种情况比用电设备额定电压高5% 当变压器供电距离较短 时，可以不考虑线路上 其中5%用于补偿变压器满载供电 的电压损失，只需要补 时，一、二次绕组上的电压损失； 偿满载时变压器绕组上 另外5%用于补偿线路上的电压损 的电压损失即可。 失，因此适用于变压器供电距离 较长时的情况。
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接地装置俯视图
1－横担；2－横梁；3－避雷线；4－绝缘子；5－砼杆； 6－拉线；7－拉线盘；8－接地引下线；9－接地装置； 10－底盘；11－导线；12-防振锤； 图1-3 输电线路的组成元件（双杆）
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接地装置俯视图
1－避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子； 5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置； 9－基础；10－间隔棒；
图1-4 输电线路的组成元件（猫头塔）
在电杆上组装横担
• • 1、所选材料须符合施工技术要求和尺寸要求； 2、检查电杆及对安全用具做冲击试验。杆根牢固、表 面平整无裂纹，肢扣、腰绳做冲击试验后符合要求； • 3、蹬杆及站位。蹬杆动作规范、熟练，肢扣调带及时， 安全带系法正确，杆上站位正确； • 4、横担、金具的提升及安装。提升过程动作规范无撞 击和掉落现象，横担金具安装顺序正确，位置尺寸和紧固 程度符合技术要求。螺母紧固后，露出的螺纹不应小于2 纹，螺栓穿入方向为顺线路方向的螺栓从电源侧穿入，横 线路方向的螺栓，面向受电侧，由左向右穿，垂直地面的 螺栓由下向上穿入； • 5、工作终结。安装和拆卸完毕后杆上不留异物，使用 的工具，材料完整及摆放合理，并及时清扫现场。
经济电流密度
β
成正比的结论。 由于在最大负荷利用小时数一定的情
况下，同一材质导线的经济电流密度与
α / β 成正比，对比标准制定年代与现阶
段，其它因素基本不变，因此可以通过计算
为例给出一个具体的合理电流密度标准以 作参考。
4.1 范围区间计算
（1）相关参数的确定
标准制定年代铝价 α1 ：由下表可以看
1 引言
我国直流输电工程发展迅速，到 2006 年底我国建成和正在建设的直流输电工程 已达 10 余项，累计输送容量及输电线路长 度均已超过美国位列世界第一[1]。目前，我 国已提出“两型社会”建设目标，深入研究 直流输电系统资源节约措施十分必要。
架空送电线路导线截面一般按经济电 流密度选择，根据电晕、电磁环境和可听噪 声等约束进行校核，并考虑节能降耗的因 素。因此直流输电线路导线截面的选择，关 键在于其经济电流密度的确定。我国现行经 济电流密度标准形成于 20 世纪 50 年代。目
直流输电导线经济电流密度问题研究
孙珂，赵彪，韩丰，李隽
（国网北京经济技术研究院，北京市 宣武区 100761）
Research on economic current density problem
Sun ke, Zhao biao，Han feng, Li jun (State Power Economic Research Institute, Xuanwu District, Beijing 100761, China )
价，按 0.316 元/kWh 取值。 通过计算，得到比例系数：
k = α2 / α1 = 0.745 。 β2 / β1
因此，在 2004 年价格水平下，在原 经济电流标准为 0.9～1.1A/ mm2 的前提下，
架空线路的安装要求
架空线路的安装要求一、10kv及以下架空线路导线截面的选择1.选择原则架空线路导线截面的选择需要符合经济电流密度、电压损失、发热和机械强度四个方面的要求。
但这四个要求不是平行的，对不同类型的架空线路有不同的优先要求。
1）经济电流密度电流密度是指单位导线截面所通过的电流值,单位是A/mm²。
经济电流密度是指通过各种经济、技术方面的比较而得出的最佳的电流密度，采用这一电流密度可使节约投资、线路电能损耗、维护运行费用等综合效益为最佳。
对高电压远距离输电线路，应首先依照经济电流密度初步确定导线截面，然后再以其他条件进行校验。
我国现在采用的经济电流密度值见表7 - 1。
2）电压损失要保证线路上的电压损失不大于规定的指标。
架空线路的导线具有直流电阻、分布电容和分布电感，总之具有阻抗，线路越长，阻抗越大。
交流电流从导线上流过时就产生电压损失（电压降），线路上传送的功率越大，电流就越大，电压损失也就越大，线路传送功率与线路长度的乘积叫“负荷距”，很明显,限制电压损失也就限制了负荷距。
为了保证向用户提供电能的电压质量，设计规范规定3kv~ 10kv 架空配电线路允许的电压损失不得大于变电站出口端额定电压的5% ,3kv以下的线路不得大于4%。
电压损失是配电线路选择导线截面的首要条件。
3）发热导线的运行温度不应超过规定的温度，这一条件又称为发热条件。
在一定的外部条件（环境温度+ 26℃）下，使导线不超过允许的安全运行温度（一般规定为+70℃）时，导线允许的载流量叫做导线的安全载流量。
表7 - 2列出了部分铝绞线的技术数据，其中也包含其安全载流量。
对于用电设备的电源线及室内配线，首先要根据导线的安全载流量初步选出导线的截面。
4）机械强度架空线路的导线要承受导线自重、环境温度及运行温度变化产生的应力、风力、覆冰重力等各种因素而不致断裂，为此规程规定了架空配电线路的导线最小截面，选用导线时不得小于表7-3所列数值对于小负荷距的架空线路.选择导线截面时，需要特别注意机械强度问题。
电线电缆许用电流
电线电缆许用电流一、导线截面积估算对于220V单相交流电：1：I＝P/220〔P为所带设备功率〕2：电源线面积S＝I/2.5（mm2）对于380V三相交流电：1：I=P/(380*Γ3*功率因数）2：相线截面积S相=I/2.5（mm2）3：零线截面积S零=1.7×S相二、绝缘导线载流量估算估算口诀：二点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
穿管根数二三四，八七六折满载流。
说明：(1) 本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。
由表53可以看出：倍数随截面的增大而减小。
(2) “二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2.5mm2及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。
如 2.5mm2导线，载流量为2.5×9＝22.5(A)。
从4mm2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
(3) “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm2的导线载流量为截面数的3.5倍，即35×3.5＝122．5(A)。
从50mm2及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0.5。
即50、70mm2导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。
(4) “条件有变加折算，高温九折铜升级”。
上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。
若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。
220kV变电站三卷变中低压侧变比设置的建议
r供用电技术r220 kV 变电站三卷变中低压侧变比设置的建议P ropo sal on R at io Sett ings of M V and LV Sides of T h ree2W indingT ran sfo rm er in 220 kV Sub stat i o n太原供电局(030012) 郭建文山西电力调度局(030001) 李坚1 变压器变比问题分析山西省供电单位220 kV 变电站运行的变压器目前基本为三卷变压器, 且均为220 kV 侧多分头调压, 中低压变比不可调, 若中低压变比选择不当, 就会给电网调压和经济运行带来不利, 如太原地区的冶峪和新店两站, 4 台主变额定容量三侧均为150 M VA , 接线型式均为Y0 ƒY0ƒ∃212211, 变压器三侧电压比: 冶峪站为有载调压, 变比为[ 220+ 10 (- 6) ×1145% ] kV ƒ121 kV ƒ1015 kV ;新店站为无载调压, 变比为( 220 ±2 ×215% ) kV ƒ121 kV ƒ1015 kV 。
由中低压变比可以看出, 110 kV 和10 kV 侧变比固定为121 kV ƒ1015 kV , 在变压器空载运行时, 当220 kV 电压运行于所在分头位置电压时, 110 kV 运行于上限值121 kV , 而10 kV 则只能运行于额定值1015 kV 。
由于太原地区220 kV 网无功相对富裕, 冶峪站和新店站10 kV 侧均无电容器补偿, 因此当变压器带负荷后, 由于无功功率流动造成电压损失, 使变压器中压和低压侧电压只能顾此失彼, 最终造成有功和无功的潮流分布不合理。
如实际运行中, 冶峪变电站220 kV 电压相对合理, 此时调整有载分头使110 kV 侧运行于118 kV , 则低压侧电压低于10 kV , 只能达917 kV ; 相反新店站由于变压器三侧分头位置为231 kV ƒ121 k V ƒ1015 kV ,而实际运行中220 kV 电压相对较高, 考虑由220 kV 向下级电网无功流动造成的电压损失, 此时10 kV 电压合格, 而110 kV 电压却大于120 kV , 从而使太原第二发电厂(下称太二) 与新店站的110 kV 联络线有功外送远远小于其它两条线路, 且还经常出现倒送, 而无功却由新店站向太二倒流。
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架空导线的选型
一、经济电流密度值
导线名称年最大负荷利用小时数
3000以下3000~5000 5000以上
裸铜导线 3.0 2.25 1.75
裸铝导线 1.65 1.15 0.9
铜芯电缆 2.5 2.25 2.0
铝芯电缆 1.92 1.73 1.54
二、按经济电流密度计算导线截面公式
S=I/J
其中：
S——导线截面
I——线路计算电流
J——经济电流密度
三、选择电缆截面
1、董东矿最大负荷为12400KW，计算线路电流为
I=P/(1.732UcosΦ）
=12400/(1.732x35x0.85)
=240.7A
说明：上式中功率因数cosΦ=0.85是假设的，具体的要看董东矿的实际功率因数带进去计算。
得出的数值可能不一样。
计算方法是一样的。
S=I/J=240.7/0.9=267.4mm²
查附表选标准截面为240mm²（接近上述计算值即可）。
选择LG—240型铝绞线。
2、校验安全载流量
查附表知LG—240铝绞线在室外30℃下允许载流量为574A>240.7A，满足要求。
3、校验机械强度
查表知35KV架空铝绞线的最小允许截面为35mm²，所选LG—240铝绞线机械强度满足要求。
附表：LG型裸铝绞线的载流量
截面mm²
室外
30℃35℃40℃
150 414 387 356 185 470 440 405 240 574 536 494 300 640 597 550
变压器容量选择
简单的计算公式
S=P/cosΦ
其中：
S——变压器的容量
P——矿井总负荷
cosΦ——功率因数（带无功补偿可达0.9）
所以计算可知
S=12400/0.9=13778KV A
所以变压器的容量不应低于13778KV A，对照变压器的标准额定值选择合适的变压器即可。
上述所有计算仅作参考！其余的比较复杂，我也搞不了，请另觅高手。