1　概述

　　架空电力线路的导线截面，在满足机械强度、电晕损耗的前提下，按下式确定基准方案
    

I≤I_R(1)

　　式中，I为线路最大负荷电流，A；I_R为导线的允许载流量，A。在接近I_R导线截面(简称基准方案)的基础上，按照式(1)的条件，有多种截面规格可供选取。
　　架空电力线路的一次投资和电能损耗费与杆塔结构、导线截面有关。大规格导线的阻抗小、电能损耗低，其增加的建设投资有可能会由降低电能损耗而节约的电费在较短的时间内收回。有些相邻近规格的导线，可以采用相同类型的杆塔甚至相同的金具、铁附件等，此时的一次投资主要会随导线的有色金属的损耗量而变化，追加投资回收期就会很短；如果2种截面的规格相差较大时，采用的杆塔结构会不同，其大规格截面的投资与小规格导线相差甚远，追加投资回收期就可能较长。由于可供选用的几种规格导线间存在着不同的投资回收期，从而为我们提供了优选架空电力线路导线截面的比选条件。
　　同时，由于线路导线截面规格不同，会产生不同的电压损耗，虽然大规格截面线路的电压损耗小，能够保证线路末端电压在较高水平，但为此而过大地选取大截面导线导致线路造价过高也是不科学的。
　　随着负荷的不断增长，选择导线截面时还应考虑在线路寿命期内负荷增长需增加的供电能力。因此，对架空电力线路导线截面应进行综合性评价择优选取。
    

2　按追加投资回收期法优选导线截面
    

2.1　架空输电线路导线截面的优选
　　当输电线路的导线截面在基准方案的基础上选用第i种规格后，其增加的一次投资部分，能够由节约的电能损耗费在线路的有效使用期内收回，这种截面规格则可视为经济型方案，可从众多经济型方案中进行优选。
2.1.1　追加投资计算
　　架空输电线路在基准方案基础上的第i种规格导线截面时的增加投资ΔZ(元)的计算式为
    

ΔZ=Z_Zi-Z_Z=(Z_Li-Z_L)L(2)

　　式中，Z为基准方案导线时线路的总投资；Z_Zi为第i种规格导线时线路的总投资；Z_L为基准方案导线时线路单位长度的投资，元/km；Z_Li为第i种规格导线时线路单位长度的投资，元/km；L为输电线路的建设长度，km。
2.1.2 　节电降耗计算
　　(1) 有功功率的节约。基准方案和第i种规格导线时输电线路的有功功率损耗分别为
    

　　式中，ΔP为基准方案导线线路的有功功率损耗，kW；ΔP_i为第i种规格导线时线路的有功功率损耗，kW；S_P为线路的平均负荷视在功率，kVA；K_T为负荷波动损耗系数；U_N为线路的额定线电压，kV；R_L为基准方案导线的电阻，Ω/相；R_Li为第i种规格导线的电阻，Ω/相；r₀为基准方案导线单位长度的电阻，Ω/km；r_0i为第i种规格导线单位长度的电阻，Ω/km。
　　式(3)减去式(4)为架空输电线路第i种规格导线比基准方案节约的有功功率ΔΔP(kW)为
      

　　(2) 无功功率的节约。参照式(5)，可写出输电线路第i种规格导线比基准方案节约的无功功率ΔΔQ(kvar)的计算式
        

式中，X_L为基准方案导线的电抗，Ω/相；X_Li为第i种规格导线的电抗，Ω/相；x₀为基准方案导线单位长度的电抗，Ω/km；x_0i为第i种规格导线单位长度的电抗，Ω/km。
　　(3) 综合功率的节约。由此可写出输电线路第i种规格导线比基准方案节约的综合功率ΔΔP_Z计算式

式中，K_Q为无功经济当量；K_P为有功经济当量。
　　(4) 年节电量计算。输电线路第i种规格导线比基准方案每年节约的有功电量节约ΔΔA_P(kWh)、无功电量节约ΔΔA_Q(kvarh)和综合电量节约ΔΔA_Z(kWh)的计算式为
    

ΔΔA_P=TΔΔP(8)
    

ΔΔA_Q=TΔΔQ(9)
    

ΔΔA_Z=TΔΔP_Z(10)

式中，T为线路的年运行时间，h。
　　(5) 年节电费计算。设平均电价为J_d(元/kWh)，则输电线路第i种规格导线比基准方案每年节约的综合功率电能损耗费G_d(元/年)为

2.1.3　优选输电线路导线截面
　　架空输电线路导线截面的优选是用静态追加投资回收期进行。根据拟定的几种截面方案比基准方案增加的投资和减少的综合功率电能损耗费可分别计算出其静态追加投资回收期T_H(年)，计算式为

　　由于输电线路具有一定的使用寿命，其追加投资回收期T_H应结合考虑有效使用年限T_n进行选取。优选判定如下：①当计算结果T_n＞T_H时，表示第i种规格导线方案建设投资的增加部分能够用节约的电能损耗费在线路有效使用年限内给予补偿。第i种规格导线方案可作为优选方案。②当计算结果T_n＜T_H时，表示第i种规格导线方案建设投资的增加部分不能够用节约的电能损耗费在线路有效使用年限内给予补偿，因此淘汰该方案。
    

3　架空电力线路导线截面优选的综合分析

3.1　寿命期内的效益
　　优选电力线路导线经济截面在电力线路寿命期T_σ(年)内总的综合电量节约ΔΔA_σZ(kWh)与总的电费节约G_σ(元)的计算式为
    

3.2　供电能力提高
　　架空电力线路导线第i种截面规格允许载流量比基准方案增加的百分数ΔΔS%的计算式为
    

　　在负荷增长的情况下，第i种方案导线截面满足负荷需要的最大年限T_M(年)的计算式为
    

式中，γ为年负荷平均增长率。
3.3　电压损耗下降率
　　架空线路导线第i种截面规格运行中电压损耗ΔU_i比基准截面电压损耗ΔU下降率ΔΔU%的计算式为
    

4　节电的社会经济效益

　　线路导线经济截面优选节约的综合功率ΔΔP_Z为社会节约建设发电厂的投资Z_W(元)的计算式为
    

Z_W=J_WΔΔP_Z(18)

式中，J_W为单位千瓦发电的投资。
　　社会节电经济效益系数K_W的计算式为
    

　　线路导线经济截面优选年节约的综合电量ΔΔA_Z为社会节约全年发电所需的煤炭资源M_J的计算式为
    

M_J=M_WΔΔA_Z (20)

式中，M_W为发1kWh电所需的标准煤，kg/kWh。全年节约煤炭M_J(t)，就是减少全年CO₂对环境的污染。下面给出全年减少的二氧化碳H_C(m³)排放量的计算式为
    

H_C=C_MM_W(21)

式中，M_W为标准煤发电产生的CO₂量，kg/t。
　　下面分别给出更新变压器寿命期T_σ内总计节约的煤炭M_σJ(m³)，总计减少CO₂的排放量H_σC(m³)的计算式
    

M_σJ=T_σM_J(22)
    

H_σC=T_σH_C(23)
    

5　实例计算

　　永川的35kV架空输电线路建设工程，输送功率S_P=11500kvar，cosφ=0.85，负荷率r_T=80%，年负荷平均增长率为3%，线路长度为13km，决定采用LGJ型钢芯铝绞线，钢筋混凝土杆塔。需对线路导线截面规格进行优选(T=8700h，J_d=0.45元/kWh,K_Q=0.1，K_P=0.2，线路的有效使用期限n=25年)。
　　根据负荷率可计算出线路的最大负载电流I=239A。并进行机械强度、电晕验算后，选取导线截面规格的基准方案为70mm²。在此基础上，还有95、120、150、185mm²这几种截面规格供优选。各种导线截面的技术参数及投资见表1。
    

表1　线路导线优化截面的资料数据表

　　根据前面的相关计算式计算出增大导线截面比基准截面70mm²的节电效果与企业经济效益见表2，社会效益见表3。
　　本例从表2与表3中的计算结果得知：选取LGJ － 95/15型导线截面比选取基准截面LGJ－70/10型增加投资13万元，追加投资回收期仅0.17年，电压损耗降低率17.9%，每年节约电费78.58万元，节电降耗率33.22%，输电能力可达21000kVA(350A)，但适应负荷增长的承载能力只有14.4年，在有效使用期内需进行改造。而选取LGJ －185/25型导线线路追加投资104万元，每年可节约电费181.3万元，节电降耗率达76.64%，不到一年就可收回追加投资，使用年限内收回追加投资后节电产生的利润达4533万元，因负荷增长产生的节电利润达5542万元，线损率水平最好，电压损失率最低，供电能力为31800kVA(525A),提高104%，适应负荷增长的承载能力大于有效使用年限达28.3年，并为国家节约发电投资277万元，在电力线路寿命期(25年)内节约煤炭资源3.5万多t，减少对环境污染的CO₂排放量10757m³，经综合分析优选185/25截面应为首选方案。

表2　导线经济截面优选的企业经济效益

表3 　导线经济截面优选的社会效益

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我手头上的资料格式.咱们论坛不支持.

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