采用LCC技术的特高压直流输电

采用 LCC技术的特高压直流输电

陈晓昱

国网山西省电力公司检修分公司 山西省太原市 030006

摘要：导线的选择是特高压输电技术的重要课题，它对线路的输送容量、电能损耗、传输特性、电磁环境、技术经济指标都有很大的影响。为进一步降低输电线路电能损耗，提高电网运营效益，开展技术储备，国家电网公司完成了对钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯高导电率铝绞线、中强度铝合金绞线三类节能导线的设计、制造、施工等关键技术研究，形成涵盖建设全过程的成套技术，并在500 k V及以下线路中得到广泛应用[1-4]。为研究铝合金芯高导电率铝绞线在特高压线路中应用的可行性和经济性，本文将对铝合金芯高导电率铝绞线与钢芯铝绞线进行技术经济比较，给出新型节能导线应用建议。

关键词：LCC技术；特高压

1 特高压直流工程导线应用概述

特高压直流线路受电磁环境控制，导线分裂数不小于六分裂。随着输送容量的提升以及导线生产工艺和施工工艺的进步，导线截面逐步加大，由630 mm2、720 mm2提升至1250 mm2。已建工程中，云广、向上、锦苏工程输送容量分别为5 GW、6.4 GW、7.2 GW，受载流量控制，分别采用6×630、6×720、6×900导线；溪浙线和哈郑线是第一批8GW直流工程，由于损耗小时数不同，分别采用6×900和6×1000导线；灵绍线、酒湖线、山江线三个8GW直流工程损耗小时数更高，采用6×1250导线；锡泰线、扎青线、上山线、吉泉线输送容量更大（10 GW、12 GW），采用8×1250导线。在建工程中，青豫线、陕湖线、雅江线输送容量均为8 GW，损耗小时数在3000及以上，采用6×1250导线；白鹤滩—江苏、白鹤滩—浙江两个8 GW水电送出工程，损耗小时数较小，采用6×1000导线。

2014年以前建成的特高压线路主要采用钢芯铝绞线，30 mm及以上重冰区采用钢芯铝合金绞线。随着生产制造、施工工艺的进步，特高压线路逐步应用了铝合金芯铝绞线、钢芯中强度铝合金绞线，研发并试展放了1660 mm2大截面碳纤维复合芯导线，研制了1520 mm2大截面圆线及型线。

2 电气特性计算

各种比选导线方案（均为六分裂）的允许电流、过负荷温度、电阻损耗功率及年电阻损耗计算结果见表1。

由表1可知，比选导线直径相当，电磁环境均能满足要求，且均能满足输送容量和过负荷要求。提高导线导电率可有效降低线路损耗，对于提高能源利用率十分有利。但提高导线导电率使导线单价增加，工程初始投资也相应增加。铝合金芯铝绞线的电晕损失较钢芯铝绞线低，降损效果明显。

表1 电阻功率损耗、电晕损失、电能损耗    

表2 导线荷载特性   .

表3 各种导线方案的本体投资情况（10mm)

表4 各导线方案年费用在不同电价下对应的损耗小时数临界点（回收率8%)

3 机械特性计算

各导线方案机械性能比较如表2所示。

所有导线方案均能满足10 mm冰区覆冰过载要求。在弧垂特性方面，JL1/G2A-1250/100最好，JL3/LHA55.25-935/415最差，铝合金芯铝绞线与JL1/G3A-1250/70钢芯铝绞线相比，弧垂特性相当。荷载方面，铝合金芯铝绞线与JL1/G3A-1250/100钢芯铝绞线相比，垂直荷载和纵向张力均小约10%，水平荷载相当。

综合各项机械性能指标，所选导线均能满足10 mm冰区工程应用要求。

4 经济比较

考虑铁塔使用的兼容性，计列导线材料费用和架线费用的变化，得到不同导线方案的本体投资如表3所示。

分析各导线方案年费用在不同电价下对应的损耗小时数临界点结果如表4所示。

随着电价的增加，损耗小时数临界点不断下降；在损耗小时数临界点以上时，JL3/LHA55.25-935/415年费用最优。

5 结论及建议

随着损耗小时数提高和电价的增加，年费用最小导线方案从6×L1/G3A-1250/70钢芯铝绞线过渡到6×JL3/LHA1-935/415铝合金芯高导电率铝绞线再过渡到6×JL3/LHA55.25-935/415高性能铝合金芯高导电率铝绞线。同时随着铝合金芯铝绞线的推广应用，其配套金具成本会降低，其节能优势将更明显。

参考文献

[1]张文亮，陆家榆，鞠勇，等．+800 kV直流输电线路的导线选型研究[J]．中国电机工程学报，2007,27(27):1-6.

[2]中国电力工程顾问集团公司．Q/DG 1-A012—2008 800 kV直流架空输电线路设计技术导则[S].2008.

[3]孟遂民．架空送电线路设计[M]．北京：中国电力出版社，2000.

[4]张殿生．电力工程高压送电线路设计手册[M]．北京：中国电力出版社，2003.