常用節能BURKERT流量計算及經(jīng)濟分析
    BURKERT流量計是架空輸電線(xiàn)路的基本組成元件之一，本文通過(guò)對比分析高導電率鋼芯鋁絞線(xiàn)、鋁合金芯鋁絞線(xiàn)和中強度鋁合金絞線(xiàn)共 3 種新型節能電導線(xiàn)的載流量，采用年費用小法綜合比較各型電導線(xiàn)的節能效果和投資分析，提供一種適合新建或改造線(xiàn)路電導線(xiàn)選型的思路。
    近年來(lái)，我國電導線(xiàn)行業(yè)發(fā)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(xiàn)產(chǎn)品，簡(jiǎn)而言之，同截面單位長(cháng)度電阻低于常規鋼芯鋁絞線(xiàn)的電導線(xiàn)，都可以稱(chēng)為節能電導線(xiàn)。本文選取高導電率鋼芯鋁絞線(xiàn)、鋁合金芯鋁絞線(xiàn)和中強度鋁合金絞線(xiàn)共 3 種新型節能電導線(xiàn)，計算其載流量，并采用年費用小法綜合比較各型電導線(xiàn)的節能效果和投資分析，總結分析各節能電導線(xiàn)的節能能力，選出合適的節能電導線(xiàn)。
        1． 2 電導線(xiàn)的輸送容量與電氣特性
    1． 2. 1 電導線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)截面按照經(jīng)濟電流密度選擇的要求，常規電導線(xiàn)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(jīng)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(jīng)濟電流密度參考原“水電部”1965 年頒布的經(jīng)濟電流密度值選擇。經(jīng)計算，本方案分別考慮每回輸送容量為 53MVA。參選電導線(xiàn)在正常實(shí)際的電流密度約 0. 81A / mm2 ，未達到經(jīng)濟電流密度的要求。根據《110kV ～ 750kV 架空輸電線(xiàn)路設計規范》GB50545 － 2010 5. 01 條規定: 輸電線(xiàn)路的電導線(xiàn)截面，宜根據系統需要按照經(jīng)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(xiàn)的材料進(jìn)行電氣和機械特性等比選，通過(guò)年費用法進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定電導線(xiàn)截面。
    1． 2. 3 電導線(xiàn)的允許溫度及載流量
    驗算電導線(xiàn)允許載流量時(shí)，電導線(xiàn)的允許溫度宜按下列規定取值: ( 1) 鋼芯鋁絞線(xiàn)和鋼芯鋁合金絞線(xiàn)宜采用 70℃ ，必要時(shí)可采用 80℃ ; 大跨越宜采用 90℃ ; ( 2) 鋼芯鋁包鋼絞線(xiàn)和鋁包鋼絞線(xiàn)可采用 80℃ ，大跨越可采用 100℃ ，也可經(jīng)試驗決定。本文導體允許溫度采用 80℃ 。經(jīng)計算，得到四種電導線(xiàn)在 80℃ 時(shí)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(xiàn)類(lèi)型在 80℃ 時(shí)每回線(xiàn)輸送功率均高于 53MVA，均滿(mǎn)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(xiàn) JLHA3 － 340 的載流量和輸送容量。
    2.年費用法
    2． 1 電導線(xiàn)電能損耗
    根據假定條件，輸送容量為 2 × 53MVA 時(shí)，額定電流對應為 276A，
    線(xiàn)路利用小時(shí)數為 2500 ～ 5000 小時(shí)，取 2500 小時(shí)和 5000 小時(shí)計算，年損耗小時(shí)數根據《供用電技術(shù)》( 科技大學(xué)出版社 1992 年版) 提供負荷利用小時(shí) Tmax 與負載損耗小時(shí) τ 和功率因素 cosΦ 之間的關(guān)系計算。經(jīng)計算，各電導線(xiàn)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(xiàn) JL / G1A － 300 /40 為基準，電導線(xiàn) 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(jīng)濟效果越; 折算年費用小的，就是經(jīng)濟上的工程方案。年費用法能反映工程投資的合理性、經(jīng)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(shí)間價(jià)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(jīng)濟上。按電力工業(yè)部( 82) 電計字 44 號文《頒發(fā)“電力工程經(jīng)濟分析暫行條例”的通知》十五條經(jīng)濟計算—年費行小法的計算方法，并假定以下計算條件: ( 1) 經(jīng)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(shí)數按按 1100 小時(shí)和 3400 小時(shí)計。( 大負荷利用小時(shí)數對應的損耗小時(shí)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(wǎng)電價(jià)按 0. 5 元 / kW． h 考慮。采用節能電導線(xiàn)后的經(jīng)濟性比較可知 3 種節能電導線(xiàn)的節能效果要優(yōu)于普通鋼芯鋁絞線(xiàn)，單從節能效果看，中強度鋁合金絞線(xiàn) JLHA3 － 340 的節能效果，年損耗小時(shí)數在 1100 和 3400h 時(shí)，經(jīng)濟運行年限內每公里線(xiàn)路節能總量分別達 15. 6、49 萬(wàn)度; 鋁合金芯鋁絞線(xiàn) JL / LHA1 － 165 /175 每公里線(xiàn)路節能總量分別達到 10. 2、31. 8 萬(wàn)度; 高導電率鋼芯鋁絞線(xiàn) 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(shí)數越多，節能電導線(xiàn)的經(jīng)濟性越; ( 2) 在 3 種節能電導線(xiàn)中，中強度鋁合金絞線(xiàn) JLHA3 － 300 節能效果，年費用稍高于鋁合金芯鋁絞線(xiàn) JL / LHA1 － 165 /175，本體投資較鋁合金芯鋁絞線(xiàn) JL / LHA1 － 165 /175 高; ( 3) 高導電率鋼芯鋁絞線(xiàn)