摘要：導(dǎo)線(xiàn)是架空輸電線(xiàn)路的主要元件之一，在架空輸電線(xiàn) 路的建設(shè)中占有很大的比重。導(dǎo)線(xiàn)截面大小直接影響有色金屬的消耗量。如何合理地選擇導(dǎo)線(xiàn)截面積是個(gè)非常重要的問(wèn)題，其導(dǎo)線(xiàn)截面積，一般按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇。中國(guó)解放初期沒(méi)有自己的標(biāo)準(zhǔn)，是按前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)選擇經(jīng)濟(jì)電流密度。中國(guó)在50年代中期和80年代中期， 根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技進(jìn)步及認(rèn)識(shí)的提高，兩次頒發(fā)了經(jīng)濟(jì)電流密度。使電力設(shè)計(jì)工作者有標(biāo)準(zhǔn)可依，使之更接近客觀(guān)實(shí)際情況。

      關(guān)鍵詞：架空輸電線(xiàn)路；經(jīng)濟(jì)電流密度；導(dǎo)線(xiàn)截面選擇

導(dǎo)線(xiàn)是架空輸電線(xiàn)路的主要元件之一，在架空輸電線(xiàn)路的建設(shè)中占有很大的比重。導(dǎo)線(xiàn)截面選擇過(guò)大，不僅增加有色金屬的消耗量，而且還顯著地增加線(xiàn)路的建設(shè)投資。導(dǎo)線(xiàn)截面選擇過(guò)小，則運(yùn)行時(shí)在線(xiàn)路中的電壓和電能損耗加大，使電能傳輸受限和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差。

架空輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇，并根據(jù)電暈，機(jī)械強(qiáng)度和事故情況下的發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)。必要時(shí)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。對(duì)超高壓線(xiàn)路，電暈往往是選擇導(dǎo)線(xiàn)截面 的決定因素，應(yīng)進(jìn)行選擇導(dǎo)線(xiàn)截面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)專(zhuān)題論證。

在進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，一般考慮線(xiàn)路投入運(yùn)行后5～10年的輸送容量，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度 選擇導(dǎo)線(xiàn)截面。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)專(zhuān)題論證(如電站接入系統(tǒng)，向大用戶(hù)供電，聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)題等)時(shí)，一般是先按輸送容量，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線(xiàn)截面，然后可按照具體條件進(jìn)行兩個(gè)以上方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證比較，最后確定導(dǎo)線(xiàn)截面。

故在一定的輸送容量條件下，經(jīng)濟(jì)電流密度是選擇輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面的基本依據(jù)。本文主要是論述按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線(xiàn)截面問(wèn)題，并根據(jù)中國(guó)1987年修訂后頒布的經(jīng)濟(jì)電流密度，編 制了在不同電壓等級(jí)(6 kv、10 kv、35 kv、110 kv、220 kv)，不同利用小時(shí)數(shù)(2 000 h ～ 7 500 h)，不同輸送容量情況下查選導(dǎo)線(xiàn)截面的簡(jiǎn)易表。以供在電力系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)專(zhuān)題論證中初選導(dǎo)線(xiàn)截面時(shí)使用。

1中國(guó)在不同時(shí)期所采用和頒布的導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)電流密度

大家都知道，導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)電流密度的確定是一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，與國(guó)家在不同國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的經(jīng)濟(jì)政策和生產(chǎn)水平有著密切的關(guān)系。所以在不同的歷史時(shí)期，往往要對(duì)原定的經(jīng)濟(jì)電 流密度作必要的修訂，以便與當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)政策及現(xiàn)狀相適應(yīng)。

中國(guó)在選擇輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面，所采用的經(jīng)濟(jì)電流密度，大致可分為三個(gè)階段：

1．1第一階段，解放初(即1949年至1955年)

中國(guó)沒(méi)有自己的經(jīng)濟(jì)電流密度，故在選擇輸電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面時(shí)，主要是參考前蘇聯(lián) 50年代初推薦的經(jīng)濟(jì)電流密度，見(jiàn)表1。

該經(jīng)濟(jì)電流密度是根據(jù)最小年運(yùn)行費(fèi)用法求得的，即年運(yùn)行費(fèi)用包括電能損耗(導(dǎo)線(xiàn) 發(fā)熱損耗和電暈損耗)費(fèi)、折舊和維護(hù)管理費(fèi)。除維護(hù)管理費(fèi)外，其它都隨導(dǎo)線(xiàn)截面的大小而變 化。取使得年運(yùn)行費(fèi)用為最小的導(dǎo)線(xiàn)截面作為經(jīng)濟(jì)截面，對(duì)應(yīng)的電流密度為經(jīng)濟(jì)電流密度。

1．2第二階段，1956年至80年代中期

中國(guó)1956年電力工業(yè)部頒布了經(jīng)濟(jì)電流密度，見(jiàn)表2。

注：未計(jì)電暈損耗。

這是中國(guó)頒布的第一個(gè)經(jīng)濟(jì)電流密度。編制該經(jīng)濟(jì)電流密度時(shí)，考慮到中國(guó)國(guó)情，在適當(dāng)節(jié)省建設(shè)投資和有色金屬消耗的情況下，仍采用最小年運(yùn)行費(fèi)用法，計(jì)算得出的。

該經(jīng)濟(jì)電流密度在中國(guó)使用了三十余年，使用時(shí)間最長(zhǎng)，是工程上慣用的經(jīng)濟(jì)電流密度。

1．3第三階段，80年代中期至今

80年代，水利電力部根據(jù)中國(guó)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng) 時(shí)的實(shí)際情況，并盡可能吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行了修訂。于1987年頒布了《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(SDGJ14－86)。在該文件中公布了修訂后的經(jīng)濟(jì)電 流密度(以曲線(xiàn)形式)，見(jiàn)圖1。

  該次編制，計(jì)算經(jīng)濟(jì)電流密度是采用動(dòng)態(tài)計(jì)算方法，即克服了以前用靜態(tài)計(jì)算的弊端，為不考慮利息、利潤(rùn)、稅金、投資收益為零不能返本的缺陷，而考慮了輸電線(xiàn)路建設(shè)投資與投資回收年限內(nèi)總運(yùn)行費(fèi)用之和的總費(fèi)用(包括為補(bǔ)償線(xiàn)路能耗的補(bǔ)充裝機(jī)投資)、投運(yùn)后獲取的利潤(rùn)、貸款的付息、利潤(rùn)的稅金以及貨幣的時(shí)間價(jià)值諸因素后，取總費(fèi)用最小和投資經(jīng)濟(jì)效果最佳的導(dǎo)線(xiàn)截面作為經(jīng)濟(jì)截面，從而導(dǎo)出經(jīng)濟(jì)電流密度。用這種動(dòng)態(tài)計(jì)算觀(guān)點(diǎn)的方法，是當(dāng)前較為完善和周密的方法。

綜上所述，從中國(guó)在不同發(fā)展時(shí)期所采用的導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)分析，可以看出：

1)建國(guó)初期中國(guó)沒(méi)有本國(guó)的經(jīng)濟(jì)電流密度，只有參考國(guó)外的，當(dāng)時(shí)主要參考前蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)電 流密度。

中國(guó)1956年和1987年兩次頒發(fā)的經(jīng)濟(jì)電流密度，都是根據(jù)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同階段，當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)政策的具體情況制訂的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，認(rèn)識(shí)水平的提高，在計(jì)算方法也在不斷改進(jìn)提高。前者是用靜態(tài)方法，后者是用完善、周密的動(dòng)態(tài)方法，使之更加接近客觀(guān)實(shí)際情況。

2)從不同階段所采用的經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)分析，在采用同樣材料的導(dǎo)線(xiàn)、同樣的年最大負(fù)荷利 用小時(shí)情況下，其發(fā)展趨勢(shì)是經(jīng)濟(jì)電流密度值在不斷遞增。例如，同樣采用鋼芯鋁絞線(xiàn)，年最大負(fù)荷利用小時(shí)都為4 000小時(shí)(3 000～5 000小時(shí))其經(jīng)濟(jì)電流密度，中國(guó)1956年為1.15 A／mm²，而1987年為 1.27 A／mm²，增加了 0.12 A／mm²。

前蘇聯(lián)所頒布的經(jīng)濟(jì)電流密度。70年代的修訂值也比50年代的經(jīng)濟(jì)電流密度增加0.1～0.3 A／mm²(前者為歐洲部分，外高加索外貝加爾及遠(yuǎn)東地區(qū)，后者為中西伯利亞，哥薩克斯坦及中亞西亞地區(qū))。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)水平的提高，電力和有色金屬供應(yīng)的改善等情況的變化，在今后發(fā)展的一定階段，還要對(duì)已頒布的導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行必要的修改。

3)中國(guó)經(jīng)濟(jì)電流密度，不斷修改、完善、周密、實(shí)用。

例如中國(guó)1956年頒布的經(jīng)濟(jì)電流密度表中只有裸鋁、鋼芯鋁線(xiàn)，而在1987年頒布的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線(xiàn)圖中，就進(jìn)一步分為：曲線(xiàn)1，導(dǎo)線(xiàn)為 LJ 型，10 kV及以下的電力線(xiàn)路；曲線(xiàn)2， 導(dǎo)線(xiàn)為 LGJ 型，10 kV及以下的電力線(xiàn)路；曲線(xiàn)3，導(dǎo)線(xiàn)為L(zhǎng)GJ、LGJQ 型，35～220 kV電力 線(xiàn)路。分得較為細(xì)致。在1956年經(jīng)濟(jì)電流密度表中，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)只分為三檔：3  000 小時(shí)以下，3 000～5 000 小時(shí)和 5 000 小時(shí)以上。而1987年的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線(xiàn)圖中，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)由2 000 小時(shí)到7 500 小時(shí)是連續(xù)性的座標(biāo)，好查對(duì)，也細(xì)致多了 。

2按經(jīng)濟(jì)輸送容量選擇輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面

根據(jù)傳輸容量和年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，運(yùn)用查不同電壓級(jí)、不同型號(hào)導(dǎo)線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)輸送容量表，選擇輸電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面。

在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，都會(huì)遇到各種電壓級(jí)若干條輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面選擇問(wèn)題，如果要用經(jīng)濟(jì)電流密度表或曲線(xiàn)來(lái)選每條線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面，則要將傳輸容量換算成電流值，然后根據(jù)不同的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，查出對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)電流密度，最后用傳輸?shù)碾娏鞒越?jīng)濟(jì)電流密度，才得到相應(yīng)的導(dǎo)線(xiàn)截面。比較復(fù)雜繁瑣。

為了方便系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作者，在嚴(yán)格按照國(guó)家頒布的經(jīng)濟(jì)電流密度值的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)便、快速地初選導(dǎo)線(xiàn)截面，本文特根據(jù)中國(guó)80年代中期頒布的經(jīng)濟(jì)電流密度曲線(xiàn)，編制了35～220  kV 鋼芯鋁絞線(xiàn)(LGJ、LGJQ)經(jīng)濟(jì)輸送容量表(見(jiàn)表3)。10 kV及以下鋼芯鋁絞線(xiàn)(LGJ)和鋁絞線(xiàn)(L J)經(jīng)濟(jì)輸送容量表(見(jiàn)表4)。供參考使用。

在使用表3、表4時(shí)，請(qǐng)注意：

1) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)截面用的輸送容量，應(yīng)考慮線(xiàn)路投運(yùn)后 5～10 年的發(fā)展。在計(jì) 算 中必須采用穩(wěn)定的經(jīng)常重復(fù)的最高負(fù)荷，在系統(tǒng)發(fā)展還很不明確的情況下，應(yīng)注意不要使導(dǎo)線(xiàn)截面定得過(guò)小。

2) 在查表前根據(jù)輸送容量，輸送距離，供電可靠性要求等情況，先考慮采用的輸電電壓級(jí) 和輸電線(xiàn)路的回路數(shù)。以便進(jìn)行查表。一般各級(jí)電壓合理輸送容量和輸電距離可參考表5。

3) 表3、表4對(duì)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)分的比較細(xì)，2 000～7 500小時(shí)，每1 000小時(shí)為一檔，并增加了常遇到的5 500小時(shí)一檔。

在考慮輸電線(xiàn)路的最大負(fù)荷利用小時(shí)值時(shí)，應(yīng)根據(jù)該條線(xiàn)路在電網(wǎng)中的作用而定。

3選輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面的幾點(diǎn)體會(huì)

1) 對(duì)一般的輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇，可根據(jù)線(xiàn)路投運(yùn)后 5～10 年的輸送容量，按經(jīng)濟(jì)電 流密度進(jìn)行選擇，必要時(shí)對(duì)電暈、發(fā)熱和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)；但對(duì)有些線(xiàn)路除了按上面定量的方 法選擇導(dǎo)線(xiàn)截面外還應(yīng)根據(jù)輸電線(xiàn)路在電網(wǎng)中的位置、作用和性質(zhì)，從宏觀(guān)發(fā)展方面，從豐水期、枯水期多種運(yùn)行方式 等方面進(jìn)一步分析、研究、核定所選的導(dǎo)線(xiàn)截面是否合理。例如一般由水電、火電基地向負(fù)荷中心送電的輸電線(xiàn)路、電網(wǎng)中構(gòu)成骨干網(wǎng)架的輸電線(xiàn)路，電源中心(包括 500 kV降壓站，地區(qū)電網(wǎng)中的220 kV樞紐變電站)向主要的或緊鄰的變電站供電的輸電線(xiàn)路，向暫時(shí)負(fù)荷不大，但卻有較快發(fā)展速度、有發(fā)展前途的地區(qū)供電的輸電線(xiàn)路等在選導(dǎo)線(xiàn)截面時(shí)，都應(yīng)考慮有一定裕度，或者直接按經(jīng)濟(jì)電流密度所選的導(dǎo)線(xiàn)截面大一級(jí)的導(dǎo)線(xiàn)截面。而對(duì)電網(wǎng)邊遠(yuǎn)地區(qū)供電，或向發(fā)展不快的農(nóng)村供電，則適宜選小一些的導(dǎo)線(xiàn)截面。

2) 在電網(wǎng)建設(shè)中，為了定型化設(shè)計(jì)，為了方便運(yùn)行和檢修，減少備品備件種類(lèi)，建議在電 網(wǎng)中各種電壓級(jí)應(yīng)選用較少的幾種類(lèi)型導(dǎo)線(xiàn)截面。根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際情況，推薦采用《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中各級(jí)電壓的導(dǎo)線(xiàn)截面型號(hào)。如下表6、表7。

3) 對(duì)220 kV線(xiàn)路，根據(jù)送電容量，送電距離，必要時(shí)可采用分裂導(dǎo)線(xiàn)：2×400、2×30 0、2×240或2×185。

過(guò)去，在電網(wǎng)建設(shè)中，由于種種原因，在各級(jí)電壓導(dǎo)線(xiàn)截面選擇上，除了220 kV 線(xiàn)路 一般 選用 LGJ-300，LGJ-400或 LGJ-2×300 導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)比較少，比較規(guī)范外，其余在配網(wǎng) 110  kV、35  kV和10 kV中，各 級(jí)電壓的導(dǎo)線(xiàn)截面型號(hào)偏多、偏亂，不少線(xiàn)路已運(yùn)行 20～30 年，線(xiàn)路 破 歸，導(dǎo)線(xiàn)截面偏小，滿(mǎn)足不了電網(wǎng)發(fā)展的需要，急待在電網(wǎng)建設(shè)中逐步加以改造或更新。

3) 對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃中的主干輸電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面選擇，一般用經(jīng)濟(jì)輸送容量查表法來(lái)選，必要 時(shí)再進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，選定。

有時(shí)會(huì)遇到在某一輸送容量和送電距離，兩種電壓級(jí)均可采用時(shí)，就必須先電壓等級(jí)論證，后進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)截面選擇。

參考文獻(xiàn)

1導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定.SDGJ14-86.(87)水電電規(guī)技字第4號(hào).(87 )水電機(jī)字第4號(hào).

2電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程.SDJ161-85試行.(85)水電電規(guī)字第63號(hào).

3中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)城市供電專(zhuān)業(yè)委員會(huì)城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則.

4中國(guó)電力百科全書(shū).輸電與配電卷.北京：中國(guó)電力出版社，1994年6月.