常用節能BURKERT流量計算及經濟分析

    常用節能BURKERT流量計算及經濟分析
    BURKERT流量計是架空輸電線路的基本組成元件之一，本文通過對比分析高導電率鋼芯鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線和中強度鋁合金絞線共 3 種新型節能電導線的載流量，采用年費用小法綜合比較各型電導線的節能效果和投資分析，提供一種適合新建或改造線路電導線選型的思路。
    近年來，我國電導線行業發展較快，為達到增容、節能、改善弧垂特性和防振、防腐性能、降低噪聲和電暈等目標，出現了各式各樣的新型電導線產品，簡而言之，同截面單位長度電阻低于常規鋼芯鋁絞線的電導線，都可以稱為節能電導線。本文選取高導電率鋼芯鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線和中強度鋁合金絞線共 3 種新型節能電導線，計算其載流量，并采用年費用小法綜合比較各型電導線的節能效果和投資分析，總結分析各節能電導線的節能能力，選出合適的節能電導線。
        1． 2 電導線的輸送容量與電氣特性
    1． 2. 1 電導線截面及分裂根數
    參考常規的系統運行方式、選擇具有代表性的線路輸送容量，本文按正常運行大輸送容量 53MVA 考慮，根據《電力系統設計手冊》對電導線截面按照經濟電流密度選擇的要求，常規電導線型號初步選用單根 300mm2 的規格組合。
    BURKERT流量計因此各地區的經濟電流密度亦應有所不同，但目前我國尚未制定出適合的數值，因此，經濟電流密度參考原“水電部”1965 年頒布的經濟電流密度值選擇。經計算，本方案分別考慮每回輸送容量為 53MVA。參選電導線在正常實際的電流密度約 0. 81A / mm2 ，未達到經濟電流密度的要求。根據《110kV ～ 750kV 架空輸電線路設計規范》GB50545 － 2010 5. 01 條規定: 輸電線路的電導線截面，宜根據系統需要按照經濟電流密度選擇，也可根據系統輸送容量，并應結合不同電導線的材料進行電氣和機械特性等比選，通過年費用法進行綜合技術經濟比較后確定電導線截面。
    1． 2. 3 電導線的允許溫度及載流量
    驗算電導線允許載流量時，電導線的允許溫度宜按下列規定取值: ( 1) 鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線宜采用 70℃ ，必要時可采用 80℃ ; 大跨越宜采用 90℃ ; ( 2) 鋼芯鋁包鋼絞線和鋁包鋼絞線可采用 80℃ ，大跨越可采用 100℃ ，也可經試驗決定。本文導體允許溫度采用 80℃ 。經計算，得到四種電導線在 80℃ 時的載流量與在此溫度下的輸送容量，參加比選的四種電導線類型在 80℃ 時每回線輸送功率均高于 53MVA，均滿足要求。載流量從小到大排列依次為: JL / G1A － 300 /40、JL3 / G1A－ 300 /40、JL1 / LHA1 － 165 /175、JLHA3 － 340。其中，中強度全鋁合金絞線 JLHA3 － 340 的載流量和輸送容量。
    2.年費用法
    2． 1 電導線電能損耗
    根據假定條件，輸送容量為 2 × 53MVA 時，額定電流對應為 276A，
    線路利用小時數為 2500 ～ 5000 小時，取 2500 小時和 5000 小時計算，年損耗小時數根據《供用電技術》( 科技大學出版社 1992 年版) 提供負荷利用小時 Tmax 與負載損耗小時 τ 和功率因素 cosΦ 之間的關系計算。經計算，各電導線在額定輸送容量下的交流電阻損耗功率和全年電阻損失: 以電導線 JL / G1A － 300 /40 為基準，電導線 JL3 / G1A － 300 /40、JL1 / LHA1 － 165 /175、JLHA3 － 340 的電阻損耗分別減小了 1. 8% 、6. 2% 、9. 2% ，電阻損耗從大到小順序依次為: JL /G1A － 300 /40、JL3 / G1A － 300 /40、JL1 / LHA1 － 165 /175、JLHA3 － 340。
    BURKERT流量計是工程方案比較常用的方法，就是用折算年費用評選工程方案。評選的準則是: 折算年費用越小，經濟效果越; 折算年費用小的，就是經濟上的工程方案。年費用法能反映工程投資的合理性、經濟性。年費用包含初次年費用、年運行維護費用、電能損耗費用及資金的利息。將各比較方案按照資金的時間價值折算到某基準年的總費用平均分布到項目運行期的各年，年費用低的方案在經濟上。按電力工業部( 82) 電計字 44 號文《頒發“電力工程經濟分析暫行條例”的通知》十五條經濟計算—年費行小法的計算方法，并假定以下計算條件: ( 1) 經濟使用年限為 30 年，建設期按 2 年計算，年投資 60% ，二年投資 40% 。( 2) 年大損耗小時數按按 1100 小時和 3400 小時計。( 大負荷利用小時數對應的損耗小時數) ( 3) 設備運行維護費率為 1. 4% 。( 4) 電力工程回收率按工程投資的 8%計。( 5) 上網電價按 0. 5 元 / kW． h 考慮。采用節能電導線后的經濟性比較可知 3 種節能電導線的節能效果要優于普通鋼芯鋁絞線，單從節能效果看，中強度鋁合金絞線 JLHA3 － 340 的節能效果，年損耗小時數在 1100 和 3400h 時，經濟運行年限內每公里線路節能總量分別達 15. 6、49 萬度; 鋁合金芯鋁絞線 JL / LHA1 － 165 /175 每公里線路節能總量分別達到 10. 2、31. 8 萬度; 高導電率鋼芯鋁絞線 JL3 / G1A － 300 /40 節能效果三。
    BURKERT流量計可看出大致的趨勢如下: ( 1) 當系統輸送容量越大、大負荷年損耗小時數越多，節能電導線的經濟性越; ( 2) 在 3 種節能電導線中，中強度鋁合金絞線 JLHA3 － 300 節能效果，年費用稍高于鋁合金芯鋁絞線 JL / LHA1 － 165 /175，本體投資較鋁合金芯鋁絞線 JL / LHA1 － 165 /175 高; ( 3) 高導電率鋼芯鋁絞線