浅析风电场集电线路架空导线的选型
风电工程电气设计要求和选型
站用电： 1台315/400kVA站用变压器。
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主要电气设备选型
两种型式配电装置对比
方案
设备绝 缘性能
安全性 可靠性
各元件 之间连 接
安全性 故障率
设备检修维护
运行费用
GIS
敞开式
GIS设备绝缘性能稳定，以SF6 为绝缘介 质，电器设备密封于金属外壳内．设备外 绝缘不受外界污秽环境影响，适宜在沿海 盐雾和污秽等级较高的地区。
直驱型风力发电系统
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风力发电机组简介
风力发电机组相关部件 ➢风力发电机的主要部件有：风机叶片、发电机、齿轮箱、控制器、 变流器、偏航系统。 ➢其他部件有液压刹车系统、散热器、连轴器、轴承等。 ➢塔架和结构件包括轮毂、主轴、机舱底坐、法兰盘等。 ➢国内为风机厂配套大部件的生产厂数量猛增 ，国产化比例超90%。
风机吊装
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风电场电气工程设计
风电场电气工程设计主要内容
线路电气 场内集电线路 电气一次 电气主接线、设备选择、电气设备布置、过电压保护及接地、场用电、照 明、图像监视 电气二次 计算机监控系统、元件保护、二次接线、站用电及直流 系统继电保护 系统继电保护及安全自动装置 调度自动化 调度关系、远动信息的传送方式和通道要求、远动信息内容、远动系统、 风电场远方电能量计量计费系统、调度数据网络、管理信息网络接入及二次 安全防护、调度运行管理系统、调度发电计划管理系统 通信部分 风电场场内通信、系统通信
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升压站电气工程
风电场升压站控制和保护
风电场控制、保护、测量和信号 风力发电机组：风电场监控系统分为在现场单机控制、保护、测量和信号 等在控制室对各台风电机组进行集中监控 。 箱式变电站 ：箱式变电站高压侧采用负荷开关熔断器保护，低压侧采用 自动空气开关作为箱式变内部及风电机组出口引线故障的保护。 风电场控制室 ：风电场控制室布置在110kV升压站内，与110kV升压站 主控制室在同一房间内。 采用计算机监控方式对风电场场区中的风力发电 机组进行集中监控和管理。
海上风电场集电线路方案的选择
海上风电场集电线路方案的选择摘要：随着海上风电机组容量和风电场规模的不断增大，对海上风电场投资建设成本的优化需求越来越多，而场内中压海缆的投资是总投资成本的重要组成部分。
风电场内海缆集电线路的连接形式是场内中压海缆成本高低的决定性因素。
本文将采用某地区某风电场的数据和风机布置对海缆集电线路进行分析，通过分析比较两个不同回路数的集电线路方案，最后通过对海缆工程建设费用、损耗折现、征海费用等投资项目的计算比较，得出较优的集电线路方案。
一、序言海上风能资源丰富且开发潜力巨大，海上风电开发对于应对全球气候变化问题具有重大意义[1]。
海上风电因其风资源稳定、风速高、发电量大、不占用土地资源等优势备受关注与青睐，在世界各地掀起一轮投资热潮[2]。
目前我国海上风能资源丰富，具备大规模发展海上风电的资源条件[3]。
至2020年底，我国海上风电并网装机容量达到500 万千瓦，开工规模达1000 万千瓦。
按照建设进度，预计到“十三五”末并网装机容量将达到800万千瓦[2]。
随着海上风电机组容量和风电场规模的不断增大，对海上风电场投资建设成本的优化需求越来越多，而场内中压海缆的投资是总投资成本的重要组成部分。
风电场内海缆集电线路的连接形式是场内中压海缆成本高低的决定性因素。
本文将采用某地区某风电场的数据和风机布置对海缆集电线路进行分析，首先介绍了海上风电场中压海底电缆的三种集电线路型式，通过分析比较选用普通环进环出连接方式给出两个不同回路数的集电线路方案，最后通过对海缆工程建设费用、损耗折现、征海费用等投资项目的计算比较，得出较优的集电线路方案。
二、海缆集电线路连接型式选择根据国内外海上风电场建设经验分析，海上风电场投资建设成本组成中除风机、基础及电气设备外，由中压海底电缆构成的场内集电线路项目也是投资成本的重要组成部分，因此，有必要对海上风电场内部集电线路型式进行优化设计。
海上风电场中压海底电缆的集电线路型式主要可分为三种型式，普通环形连接、相邻回路风机末端联络环形连接及普通环进环出方式（链式或链式放射式组合）连接等型式。
浅谈电力线路及选择问题
浅谈电力线路及选择问题摘要：本文在对电力线路进行概述的基础上，详细分析探讨了架空线路导线截面选择计算以及电力电缆导线截面选择计算。
关键词：电力线路、架空线路、导线截面选择及计算引言架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。
导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。
电力线路概述1、架空线路的结构与型号架空线路由导线、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。
为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。
架空导线架设在空中，要承受自重、风压、冰雪荷载等抓械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件比较恶劣。
因此它们的材料应有较高的机械强度和抗腐蚀能力，而且导线要有良好的导电性能。
导线按结构分为单股线与多股绞线；按材质分为铝、钢、铜、铝合金等类型。
图1 钢芯铝绞线（2）杆塔杆塔是用来支持绝缘子和导线，使导线相互之间、导线对杆塔和大地之间保持一定的距离(挡距)，以保证供电与人身安全.对应于不同的电压等级，有一个技术经济上比较合理的挡距。
（3）横担横担的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。
目前使用的主要是铁横担、木横担、瓷担等。
（4）绝缘子绝缘子的作用是使导线之间、导线与大地之间彼此绝缘.故绝缘子应具有良好的绝缘性能和机械强度，并能承受各种气象条件的变化而不破裂.线路绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子。
（5）金具用于连接、固定导线或固定绝缘子、横担等的金属部件。
常用的金具有:悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护金具等。
2、电缆线路的结构与型号电缆线路的结构主要由电缆、电缆接头与封端头、电缆支架与电缆夹等组成。
塑料绝缘电力电缆结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。
常用的有两种:聚氯乙烯绝缘及护套电缆(已达10kV电压等级)和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆(已达110kV电压等级).油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。
风电场集电线路路径选择(架空)
风电场集电线路路径选择（架空）集电线路作为风电场设计的一部分，路径的选择对线路整体设计至关重要。
路径选择正确与否,将影响到线路设计是否安全、经济、合理。
路径选择应遵循的原则有以下几点：1、路径要短。
这是线路工程经济性的决定因素之一。
短就意味着路径要尽可能的选择直线，避免曲折迂迥，线路短，工程造价就低，施工维护量就少，线路中电能损耗也少。
因此,最理想的线路路径是一条直线。
但由于地形和各种障碍物的影响,实际上所选择的路径往往是由许多转角点联成的折线。
因此,在选择线路路径时,应根据线路走直线的原则,尽量避免转角或少转角,尤其是要避免度数大的转角,使线路达到最短。
当然,当线路遇到特殊地段时,应针对现场情况进行处理，例如将路径改变方向，绕过此特殊路段，不能一味的追求短而导致工程施工难度加大。
2、地势要平。
路径经过的地势和地质条件决定了杆塔的基础及结构形式以及施工和维护的难易程度。
平坦的地势和优质的地质条件可以大大减少施工的难度，同时可选用相对简单的基础和杆塔形式，因此，线路选择时地势要平。
但线路如果在平地架设，会涉及到很多因素，例如农田、村庄等其他障碍物。
综合上述因素，在路径选择时，尽量选择坡度较缓的地带。
3、避免交叉跨越（1）避免与河流交叉跨越。
与河流交叉跨越，施工难度加大，同时，维护检修的时候也不方便。
因此路径尽量避免与河流交叉跨越，特别是大型河流。
如遇特殊情况必须跨越时,也应选择河道最窄、两岸最高、土质最好、不易被洪水冲刷的地段过河。
（2）避免与电力线和通讯线交叉跨越。
与电力线和通讯线交叉跨越，施工难度加大，同时，维护检修的时候也不方便。
因此路径尽量避免与电力线和通信线交叉跨越。
如遇特殊情况必须跨越时,应符合相应的电气距离要求。
4、交通运输方便。
路径应该选择在靠近道路、交通运输方便的地方,从而减小施工难度。
同时,应尽量避免或少占耕地。
必须通过时,应采用不带拉线或内拉线的杆塔。
5、尽量避开森林、绿化区、果木林、公园、防护林带等。
风电场线路-导线截面选择
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，我省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。
据《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。
云南风电的送出工程也将大力、持续发展。
2. 风电场的结构和技术条件风力发电场分布在山脉分水岭上，一个风电场一般装机49.5MW，33台风机，单机容量1500～1600kW,最大负荷利用小时数在3000小时以下，一般在1800～2500小时。
风力发电项目导线型式选择探讨
１ 前 言
２ ０ １ １年全 国风 电 总 装 机 容 量 达 到 ６ ５ ０ ０万 千
瓦 。预计 ２ ０ １ ５年 全 国风 电装 机容量 将 突破 一亿 千
瓦 ．有 必要 针 对 风 力 发 电 的特 点 ，就 风 电场 送 出
面较 小 时 ，因两 种 输 送 容 量差 异 较 大 ，导 致 按 两
本增 加 ，而 设 备 在 绝 大 多 数 时 段 内利 用 率 不 高 ，
运行 结果 未 必 经 济 ：如 果 按 热稳 定 容 量 来 核 定 导
种模 式选定 的导 线 截 面会 有 较 大 的差 异 ，也 留下
了很 大 的 比选 和优 化 的空 间。
证 出力 很 低 。 根 据 ２ ０ ０ ８年 全 国 主 要 风 电 基 地
１ ０ ｍ ｉ ｎ级 的风 电 出 力 统 计 数 据 ．风 电 基 地 满 出力
导线 的载 流量 可与 Ｌ Ｇ Ｊ 一 ３ ０ ０ ／ ４ ０导线 相 匹 配 ，Ｎ Ｒ 一
１ Ｈ ６ ０ Ｇ Ｊ 一 ３ ０ ０ ／ ４ ０导 线 的 载 流 量 可 与 Ｌ Ｇ Ｊ 一 ５ ０ ０ ／ ４ ５
量进 行计 算 ，从 计 算 结果 来 看 ，随着 导 线 截 面 的 增 大 ．经 济输 送容 量 与 热 稳 定 极 限 的 比值 也 在增 大 ，当选 到 ５ ０ ０ ａｍ ｒ 导线 截 面 时 ，取 Ｊ ＝１ ． ６ ５ ，经 济输 送容 量与 热 稳 定 极 限 已基 本 相 当。在 导 线 截
摘 要 ：风 力发 电项 目因存在 满 负荷运 行 率低 、年 利 用小 时数低 等特 点 ，使 得 此 类项 目在进行 导 线截 面选
风电场线路-导线截面选择解析
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，我省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。
据《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。
云南风电的送出工程也将大力、持续发展。
2. 风电场的结构和技术条件风力发电场分布在山脉分水岭上，一个风电场一般装机49.5MW，33台风机，单机容量1500～1600kW,最大负荷利用小时数在3000小时以下，一般在1800～2500小时。
风电场集电线路路径选择（电缆）方案
风电场集电线路路径选择（电缆）方案风电场集电线路路径选择（电缆）方案集电线路作为风电场设计的一部分，路径的选择对线路整体设计至关重要。
路径选择正确与否,将影响到线路设计是否安全、经济、合理。
架空方案的路径选择：架空方案更加倾向于气象环境简单的北方地区，而电缆方案则在气象环境比较复杂多变的南方地区以及环评水保有特殊要求的地区有广泛应用。
本文讲述了电缆方案的路径选择。
路径选择应遵循的原则有以下几点：1、电缆路径要短。
无论是架空线路还是电缆线路，“短”绝对是线路工程经济性的决定因素之一。
当然，所谓的“短”，是要结合现场实际情况，进行路径选择。
电缆线路并不像架空线路一样可以随心所欲的“走直线”。
因为电缆敷设是地下工程，并且大多数风电场所在的地形、地势比较复杂，所以路径短常常意味着费用高。
当然，如果青海地区采用电缆线路的话就另当别论了。
目前风电场电缆线路更多的采用沿道路敷设的方案，虽然不是理论上的最短路径，但结合安全性、经济性、合理性以及后期施工等因素综合考虑，沿道路敷设方案无疑是地形、地势复杂的山地风电场电缆线路的最“短”路径。
2、避免与其它管线交叉。
目前，国内的风电场大多数离城市的距离相对较远，一般情况下不会存在与其它管线交叉的情况。
但这种情况还是有的，例如输油管线、热力管线等。
遇到这种情况，若能够通过较短距离的绕路避开相关的管线是最好不过了。
若无法避免交叉，则需要满足相关规范的距离要求并做好相应的保护措施。
3、避开规划中需要施工的地方。
和上条一样，这样的情况很少出现，但若是遇到规划中需要施工的地方，在路径方案上要进行合理避让，避免后续因为施工引起线路故障，导致不必要的损失。
4、便于施工及维修。
电缆线路尽量选择交通方便的路径，电缆线路会在沿线设置许多检查井，以便出现故障的时候，风电场运维人员能快速到达并处理。
之前说到的山地风电场电缆线路沿道路敷设方案，更是充分体现了这点。
5、不使电缆受到各种损坏（机械的、化学的、地下电流、水土锈蚀、蚁鼠害等）。
架空线路导线截面的选择
S PJS L 50100 43.2mm2 C U 46.3 2.5
•
所以, 选择截面积为50mm2的橡皮绝缘
铝线。
2.均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算
令 i0L,2 为 与I 均匀分布负荷等效的集中负荷, 则
U
3IR0 (L1
L2 2
)
例4 某220/380V的TN-C线路, 采用BLX-500型铝芯橡皮线明敷, 环 境温度为35℃, 允许电压损耗为5%, 试选择导线截面。
解: 1）线路等效变换 将均匀分布的负荷线路等效为集中 原集中负荷
p1 20kW, cos 0.8
q1 p1 tan1 20(arccos 0.8) 20 0.75 15k var, cos 0.8
原分布负荷变换为集中负荷
p2 0.5k(W / mm) 60m 30kW, cos2 0.7
（4）电缆桥架敷设
克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏 电缆等多种弊病在国外已被广泛应用, 近年来国内也正 在推广采用。
车间线路的结构和敷设
• 车间线路, 包括室内配电线路和室外配电线路。 • 室内配电线路大多采用绝缘导线, 但配电干线则采
用裸导线（裸母线结构）, 少数采用电缆。 • 室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配
2.电缆头 电缆头包括电缆中间接头和电缆终端头。 电缆头是电缆的最薄弱环节。
对电缆头的基本要求: ①保证密封是对电缆头最重要的要求之一。 ②电缆头的绝缘强度。
环氧树脂中间头示意图
3.常用电力电缆型号及选择原则
（1） 电力电缆型号的表示和含义 表5-1
• ①塑料绝缘电力电缆 • 常用的有两种: 聚氯乙烯绝缘及护套电缆（已
U ( pR qX ) UN
浅析山区风电场集电线路的设计要点
浅析山区风电场集电线路的设计要点摘要：当前，我国的能源结构以常规能源（煤、石油和天然气）为主，由于常规能源的不可再生性，使得能源的供需矛盾日益突出。
集电线路作为风场的重要组成部分，对工程安全运行及投资起着重要的作用。
本文主要从集电线路方案选择、设备选型、结构设计等方面提出了一些建议和方案，从而达到节约工期、节省投资、方便运维、保护环境等目的。
关键词：山区；风电场；集电线路1集电线路方案的选择1.1按电压等级风电场集电线路按电压可分为10kV和35kV两个等级。
10kV低压侧额定电流及短路电流较大，设备选择困难，且出线电压采用10kV，集电线路回路数量较多，总长度较长，电能损耗及压降较大，相应的设备投资也较高，而35kV电压等级在技术、经济上比10kV电压等级具有更好的优势。
所以，目前风电场集电线路主要采用35kV电压等级。
1.2按敷设类型集电线路按敷设类型可分为架空型和电缆直埋型。
①架空线路是一种应用成熟广泛的输电方式，可靠性较高，安全性良好，并且这种输电方式的造价相对经济。
但由于导线裸露在空气中，受周围环境影响较大，如：最低气温、最高气温、大风、覆冰、雷击等条件影响。
对于山区风场，集电线路设计时应充分考虑大风及覆冰对架空线路造成影响，容易发生导线、地线断线事故，甚至倒塔事故。
对于雷击事故较高地区，宜全线架设避雷线。
②对于电缆线路而言，风电场场区基本采用直埋敷设。
电缆线路埋设在地下，不受周围气象环境的影响，能够使集电线路运行期间发生故障的概率大大降低。
由于电缆线路敷设在地下，因此很少会发生雷击情况，防雷接地较为简单，电缆线路接地费用相对较低。
同时，日常的维护和检修也较为方便、直接，主要对电缆中间接头和电缆终端进行检查即可。
另外，电缆线路基本上沿风电场道路敷设，可充分利用风电场内施工道路进出现场来完成施工作业。
整体施工安装相对简单，施工的周期时间也大大缩短。
但受地形条件影响大，工程投资相对较高，发生事故后，处理较困难。
风电场导线电缆型号选择及电压、电力、电能损失计算
截面积计算公式：
1、主干线截面计算：
S 主=S×(1+0.05)=
244.39×(1+0.05)=256.61
(mm 2)
S 分=S×(1+0.05)=
0×(1+0.05)=0.00
(mm 2
)
3、选择结果：
240/30#N/A
50
4、按长期允许电流校验截面：
(mm 2)
0.00(mm 2)
244.39
12×2000
1.732×35×1.80×0.9
0×2000
1.732×35×1.80×0.9
由于导线在实际工程中余度为:5%
根据风力发电机年利用小时数及集电线路电压等级在1987年颁布的《导体和电器选择设计技术规定》(SDGJ14 - 86)中可查得。
地线型号：GJ-主干线导线型号：LGJ-分支线导线型号：LGJ-由于导线在实际工程中余度为:5%
截面选择中不应使预期的输送容量超过导线发热所允许的数值，导线在空气中截流量按发热条件有一最大允许温度值。
钢芯铝绞线在环境温度＋25℃，最高允许温度为＋70℃。
在额定电压下导线输送的最大功率为：
=
=
=1.732×0.81×35×562=
27595.4364
带12台风机输送功率P为：
P=2000×12=24000
校验结果：
注：
1、输入量
2、
输出量
Pmax>P,满足长期允许电流校验要求。
风电场集电线路线径选择研究
１２０ / ２５ 型导线ꎬ 接纳 ６ 台以上 １２ 台以下风电机组
当风电机组满发时ꎬ 集电线路接纳 ６ 台容量为
ＬＧＪ￣１２０ / ２５ 型钢铝绞线的持续允许电流在导
极 限 输 送 容 量 计 算 ( 导 线 温 度 在 ７０℃ ) 为
电流在导线温度为 ７０℃ 时为 ６１０Ａꎬ 按容许发热条
２２８０
切入风速 / ( ｍ / ｓ)
３
２ ２
额定电压 / Ｖ
６９０
１ ３
切出风速 / ( ｍ / ｓ)
２０
２ ３
发电机出口短路
９
１ ４
额定风速 / ( ｍ / ｓ)
９
２ ４
绝缘等级
Ｆ
电流 / ｋＡ
数量
２ 导线截面的选择和校验
部分山体基岩裸露ꎮ 总体地势北高南低ꎬ 地形起伏
较大ꎬ 冲沟发育ꎬ 沟道主要为南北走向ꎮ 场区海拔
１
机组参数
次共同升压的集电方案ꎮ 在选择导线的型号及截面
１ １
额定功率 / ｋＷ
时ꎬ 既要保证输电线路的安全可靠性ꎬ 又要充分利
１ ２
用导线的负载能力ꎮ
１ 工程概况
某风电场位于甘肃省武威市古浪县东南方向新
堡乡境内ꎮ 场址区地貌类型为侵蚀剥蚀低中山ꎬ 大
数量
序号
名称
２
发电机
２２００
２ １
额定功率 / ｋＷ
组参数见表 １ꎮ
电线路的特殊性在于它是风电场内的输送线路ꎬ 与
风电机组单机容量、 发电量、 串接风电机组数量及
表 １ ＥＮ￣１１０ / ２ ２ 风电机组参数
风电机组位置、 场内道路密切相关 [１￣４] ꎮ 集电线路
架空输电线路中导线的选型
架空输电线路中导线的选型牟俊（中工武大设计研究有限公司，武汉市，430072）摘要：随着社会科技的进步发展，架空输电线路中导线的形式越来越多样化，导线受环境、材质、输送容量等多种因素的影响，在实际应用中如何选择合适的导线？关键词：输电线路；导线；选型；经济电流密度0引言在架空输电线路的设计中，导线的选型至关重要，架空输电线路工程本是导线与杆塔结合的艺术，目前国家电网提出打造坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。
对目前导线产品的多样性，每种产品优缺点不同，我们需要根据输送容量和线路环境因素，选择经济适用的导线。
1、导线的选型原则送电线路的导线和地线长期在旷野、山区或湖海边缘运行，需要经常耐受风、冰等外荷载的作用，气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭，同时受国家资源和线路造价等因素的限制。
因此，在设计中特别是大跨越地段，对电线的材质、结构等必须慎重选取。
选定电线的材质、结构一般应考虑以下原则：⑴导线材料应具有较高的导电率。
但考虑国家资源情况，一般不应采用铜线。
⑵导线和地线应具有较高的机械强度和耐振性能。
⑶导线和地线应具有一定的耐化学腐蚀，抗氧化能力。
⑷选择电线材质和结构时，除满足传输容量外还应保证线路的造价经济和技术合理。
2、导线截面的选择架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择，并应根据事故情况下的发热条件、电压损耗、机械强度和电晕进行校验。
必要时，通过技术经济比较确定；但对110KV 及以下线路，电晕往往不成为选择导线截面的决定因素。
1）按经济电流密度选择导线截面按经济电流密度选择导线截面所用的输送容量，应考虑线路投入运行后5～10年电力系统的发展规划，在计算中必须采用正常进行方式下经常重复出现的最大负荷。
但在系统还不明确的情况下，应注意勿使导线截面选的过小。
导线截面的计算公式为S ＝cos φ3J U P e (1～1)式中 S ——导线截面，mm 2 P ——输送容量，kw U e ——线路额度电压，kv J ——经济电流密度，A/ mm 2 cos φ—功率因素经济电流密度J计算公式：由于我国幅员辽阔，各地的电网送电成本存在明显的差异，各地的经济电流密度也不同，但目前我国还没有制定出合适的数字，现仍可以参考我国1956年电力部颁布的经济电流密度，参考表1中数值。
风电场线路-导线截面选择解析
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，我省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。
据《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。
云南风电的送出工程也将大力、持续发展。
2. 风电场的结构和技术条件风力发电场分布在山脉分水岭上，一个风电场一般装机49.5MW，33台风机，单机容量1500～1600kW,最大负荷利用小时数在3000小时以下，一般在1800～2500小时。
架空输电线路导线选型分析
架空输电线路导线选型分析作者：张顺生来源：《硅谷》2013年第20期摘要首先就架空线路导线选择的几个主要影响因素进行分析，并且进一步对几种常见的架空输电线路导线特征以及选用展开讨论，对于深入了解架空输电线路选型问题有着一定的帮助作用。
关键词架空；输电；线路；选型中图分类号：TM752 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0119-01当前我国电力事业空前发展，国家电网的构建，将各个地方电网兼容成为一个整体，并且在此基础上进一步延伸，触角不断深入我国边远地区。
这种发展状态使得电力成为了我国经济和社会发展的一项重要能源，也正因为如此，当前在电力供给环境中，对于供电系统工作的稳定性要求也在不断提升，相应的对于架空输电线路的健康状况，也得到了广泛重视。
1 架空线路导线选择主要因素分析我国国家电网的结构，以高压电缆作为输电主干网络，而对于各个输电分支线路，则多采用架空输电的形式加以实现。
对于架空线路而言，输电导线的选择是工作重点之一，在这个选择过程中，从经济效果一直到机械强度等多个方面，都是影响选择结果的重要因素，有必要进一步展开分析，以获取从整个系统层面看最为合理的输电导线选择结果。
对于输电导线的选择应当考虑到经济因素。
导线截面面积越大，相应的投资成本也必然越高，但是其线损却会得到改善，相应地对于更大的电流和电压承载能力都能够得到有效提升，安全性能也可以进一步改善。
鉴于此种情况，在基于经济因素对导线截面进行选取的时候，应当重点考虑在造价和安全承载能力两个方面进行均衡选择。
通常可以通过式（1）计算出理想状态下的导线截面面积：（1）式（1）中用S（mm2）表示理想的导线截面积，（A）用以表示通过这一段导线的最大工作电流，j（A/mm2）则用来表示经济电流密度，这一数值可以通过相应的国家规定进行查询，通常与导线材料以及最大负荷利用小时数有着直接关系。
进一步针对展开计算，如式（1）中的进一步计算结果展开，其中（kW）为这一段线路的最大负荷功率，而（kV）则为线路上的额定电压，表示功率因素，通常在计算过程中取值为0.95。
浅析青林一期风电场35kV集成线路设计
2017年11月浅析青林一期风电场35kV集成线路设计詹可筹（身份证号：352602************，福建福州）【摘要】风能因其可再生、无污染等特点，是新能源中具有极大发展潜力的一个领域，本文分析了风电场中集电线路的接线型式选择、线缆选用、线缆敷设等问题，为其他地区风电场集成线路设计做些参考。
【关键词】风电场；集电线路；接线方式【中图分类号】TM614【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2017）22-0278-031前言目前福建省电网中风力发电比重较小,增加风力发电在电网中比重,不仅有利于满足电力需求,而且可减少传统煤电所造成的“三废”污染,对节能减排有重要意义,符合国家发展低碳经济的要求。
风电开发还具备建设周期短、投资灵活、运行成本低等优点。
合理利用风能,既可减少环境污染,又可减轻能源短缺的压力,其综合社会效益比较可观。
2风电场集电线路方案2.1风电场集成方式福建青林一期风电场总装机48MW,计划安装24台2MW的并网型风力发电机组。
通常情况下风机之间距离约为500m,二机一变组合方式低压电缆较长、损耗大。
而一机一变组合具有投资低、电能损耗少、接线简单,操作方便等特点,由于一台箱变或一台风电机故障不影响其它风电机正常运行,因此组合方式大多采用一机一变组合方式。
由于风力发电机台数多,布置分散,且风力发电机输出额定电压为690V,决定了本风电场须经过两级升压,才能将电能经济、可靠地送入电网。
根据机型的选择推荐,本风电场所选风力发电机组输出额定电压690V,电压较低,风力发电机组必须采用一机一变单元接线初级升压后送出,即风力发电机组采用多根并联敷设的低压电力电缆接至箱式变压器低压侧进行初级升压。
箱式变压器采用美式箱变,容量为2200kVA。
升高电压考虑了10kV和35kV两种电压等级,若升高电压采用10kV,则集电线路回路数较多,投资大,年运行费用高,本着节约用地、节省投资为原则,根据现有风电场经验结合推荐的风机布置方案设计推荐采用35kV电压等级。
架空输电线路中导线的选型
架空输电线路中导线的选型1、导线的选型原则送电线路的导线和地线长期在旷野、山区或湖海边缘运行，需要经常耐受风、冰等外荷载的作用，气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭，同时受国家资源和线路造价等因素的限制。
因此，在设计中特别是大跨越地段，对电线的材质、结构等必须慎重选取。
选定电线的材质、结构一般应考虑以下原则：⑴导线材料应具有较高的导电率。
但考虑国家资源情况，一般不应采用铜线。
⑵导线和地线应具有较高的机械强度和耐振性能。
⑶导线和地线应具有一定的耐化学腐蚀，抗氧化能力。
⑷选择电线材质和结构时，除满足传输容量外还应保证线路的造价经济和技术合理。
2、导线截面的选择架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择，并应根据事故情况下的发热条件、电压损耗、机械强度和电晕进行校验。
必要时，通过技术经济比较确定；但对110KV及以下线路，电晕往往不成为选择导线截面的决定因素。
大跨越的导线截面宜按允许载流量选择，并应通过技术经济比较确定。
1）按经济电流密度选择导线截面按经济电流密度选择导线截面所用的输送容量，应考虑线路投入运行后5～10年电力系统的发展规划，在计算中必须采用正常进行方式下经常重复出现的最大负荷。
但在系统还不明确的情况下，应注意勿使导线截面选的过小。
导线截面的计算公式为式中S——导线截面mm2P——输送容量kwU e——线路额度电压kvJ——经济电流密度A/ mm2cosφ—功率因素经济电流密度可以在《导体和电器选择设计技术规定DLT 5222-2005》选择经济电流密度中查取。
2）按电晕条件校验导线截面随着我国运行电压不断升高，导线、绝缘子及金具发生电晕和放电概率增加，220KV及以上电压线路的导线截面，电晕条件往往起主要作用。
导线产生电晕会带来两个不良后果：①增加了送电线路的电能损失；②对无线电通信和载波通信产生干扰。
关于电晕损失，若直接计算出送电线路的电晕损失，其优点是数量概念很清楚，缺点是计算繁琐。
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浅析风电场集电线路架空导线的选型
【摘要】风电场集电线路工程不同于一般的电网送电线路工程，它是将各台风电机组所发的电量由联络线路组接后分送至场内升压站低压侧，经集中升压后通过接入系统线路与电网并网。
导线的选型是集电线路设计工作中的一个重要环节。
作为设计人员必须对架空导线选型进行技术、经济分析，以提高集电线路工程建设的合理性、经济性。
本文结合宁夏海原风电场（宋家窑）华电49.5MW风电工程，从经济电流密度、电压损耗和运行环境等几个角度来考虑导线截面的选择。
【关键词】架空导线；经济电流密度；电压损耗；运行环境；选型
架空线路导线的选型是集电线路设计工作中的一个重要组成部分，因为它们是构成输电线路的主要元件，电能必须依靠它们来输送。
在选择导线的型号及截面时，既要保证输电线路的安全，又要充分利用导线的负载能力。
对于35kV架空送电线路，导线截面一般按照经济电流密度来选择，并根据电压损耗及允许长期发热条件进行校验。
对于风电场的集电线路输送最大负荷时与气候环境密切相关，全国各风区风资源情况大不相同，有的风电场最大风速发生在全年最热的季节，也有风电场最大风速发生在全年最冷的季节。
风电场的最大负荷产生于大风季节，此时散热条件最好，可提高导线的负载能力。
本文结合风电场的运行环境讨论合理选择集电线路导线截面问题。
1.项目概况
宁夏海原风电场（宋家窑）华电49.5MW风电场装机容量为49.5MW，等效满负荷运行小时数：1894h，全年风速有季节性变化，3～5月风速最大；10～12月和1月风速最小。
单机容量为1500kW，共33 台。
采用一机一变组合集电线路把33台风机分为2部分，每一部分为一回路，即分为A、B回路。
A回路连接16台风机，由3条分支线和1条主干线组成；B回路连接17台风机，由3条分支线和1条主干线组成，风机箱变经引流线“T”接入集电线路，主干线迄点为风电场升压站内35kV门型架。
2.导线截面的选择和校验
该风电场集电线路分支线和主干线采用较小截面导线，主干线采用较大截面导线设计。
本次选线及校验，选择连接风机最多的分支线和主干线具有普遍代表性。
最长的一条分支线连接6台风机最大输送功率9000kW，线路长2.48km；连接风机最多的回路，主干线“T” 接三条分支线共连接17台风机最大输送功率25500kW，主干线路长3.2km。
见图1
2.1按经济电流密度选线
最大负荷利用小时数T=1894经济电流密度取1.8，功率因素为0.95。
2.1.1导线持续工作电流：
分支线：
（A）
主干线：
（A）
式中：P—输送功率（kW）
Ue—线路额定电压（kV）
cosθ—功率因数
2.1.2导线截面：
分支线计算截面：
主干线计算截面：
式中：Ig—导线持续工作电流
Sj—导线截面（mm2）
J—经济电流密度（A/mm2）
按常规应选择接近并偏大或大一级的导线。
本文结合该风电场的运行环境选小一个级别的导线：分支线选LGJ-70/10，主干线选LGJ-185/25。
2.2按允许长期发热条件进行校验
风电场全年最大风速发生在3～5月份，最高环境温度为+30℃
在环境温度+25℃、导线允许工作温度+80℃、计及日照时，分支线导线型号选LGJ-70/10，长期允许工作电流I=297A。
主干线导线型号选LGJ-185/25，长期允许工作电流I=560A。
海拔高度≤2000m、计及日照、环境温度+30℃时综合修正系数K=0.91
LGJ-70/10导线实际温度下载流量：
I30=KI=0.91×297=270.3A≥156.28A
LGJ-185/25导线实际温度下载流量：
I30=KI=0.91×560=509.6A≥442.78A
以上两种导线都能满足设计要求。
2.2按电压损耗条件校验
接有多个分散电源时线路的电压损耗计算
L1段线路长0.3km；输送功率1500kW
L2段线路长0.3km；输送功率3000kW
L3段线路长0.3km；输送功率4500kW
L4段线路长0.3km；输送功率6000kW
L5段线路长0.3km；输送功率7500kW
L6段线路长0.98km；输送功率9000kW
L7段线路长0.53km；输送功率16500kW L8段线路长2.70km；输送功率25500kW 2.2.1回路电阻、电抗
R：线路电阻（Ω），X：线路电抗（Ω）
R=r0×L；X=x0×L
分支线LGJ-70/10查表r0=0.45，x0=0.402；主干线LGJ-185/25查表r0=0.365，x0=0.17；R1=R2=R3=R4=R5=0.45×0.3=0.135（Ω）
R6=r0×L6= 0.45×0.98=0.441（Ω）
R7=r0×L7= 0.365×0.53=0.193（Ω）
R8=r0×L8= 0.365×2.7=0.99（Ω）
X1=X2=X3=X4=X5=0.402×0.3=0.12（Ω）X6=x0×L6= 0.402×0.98=0.39（Ω）
X7=x0×L7= 0.17×0.53=0.09（Ω）
X8=x0×L8= 0.17×2.7=0.46（Ω）
式中：r0—导线单位长度的电阻（Ω/km）x0—导线单位长度的电抗（Ω/km）L—线路长度（km）
2.2.2输送无功功率
P1=1500（kw）Q1=493 （kvar）
P2=3000（kw）Q2=986 （kvar）
P3=4500（kw）Q3=1479（kvar）
P4=6000（kw）Q4=1972（kvar）
P5=7500（kw）Q5=2465（kvar）
P6=9000（kw）Q6=2958（kvar）
P7=16500（kw）Q7=5423（kvar）
P8=25500（kw）Q8=8381（kvar）
2.2.3电压损耗
式中：Ue—线路额定电压（kV）
R1～8—线路电阻（Ω）
X—线路电抗（Ω）
P—输送有功功率（kW）
Q—输送无功功率（kvar）
ΔU%—电压损耗百分比
分支线选LGJ-70/10型导线，主干线选LGJ-185/25型导线，满足设计要求。
3.结语
风电场的最大负荷产生于大风季节，此时散热条件最好，可提高导线的负载能力。
该风电场的特点是：最大负荷发生在春季环境气温较低，集电线路短只有5.7km等。
本文按照经济电流密度计算并选择小一个级别的导线，不仅节约了钢芯铝绞线的使用量同时还可选用较轻型杆塔，使综合造价大幅降低。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.66kV及以下架空电力线路设计规范（GB50061-2010）[J]. 北京：中国计划出版社，2010.
[2]电力工程高压送电线路设计手册（第二版）[J].北京：中国电力出版社. 2012.6.
[3] 电力工程高压送电线路设计手册.电气一次部分[J].北京. 中国电力出版社.2012.6.。