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          导线对架空输电线路经济性影响分析                    【摘要】电网输电线路中，导线型号的选择几乎关联着线路设计的各个方面，对电能降损、塔型金具的选用、走廊占地、运行维护等都有较大影响因此对新型导线的研究应用，是输电工程提高经济性的重要着力点本文以某待建的220kV输电线路工程为例，在相同的基础技术条件下，以3种导线型号作为变量因素进行方案设计，分析各型号导线对线路的经济性影响关键词】导线；输电线路；经济性影响分析1. 建设投资分析比较本文研究的三种导线型号，分别是最常用的普通钢芯铝绞线（LGJ）、新型的铝包钢耐热铝合金绞线（JNRLH60/LB1A）及碳纤维复合芯线导线（JLRX1/F1A）以某待建的220kV输电线路工程为例，在相同的基础技术条件下，以导线型号作为变量进行方案设计，比较各方案对线路工程建设投资的影响，并延伸至对线路全生命周期经济性分析某220kV工程基础技术条件如下表1所示：表1 某220kV输电线路基本技术条件表电压等级(kV)220同塔回路数(回)2线路功率因素（%）0.95线路年最大负荷利用小时(h)2500~5000正常最大负荷相电流(A)800线路长度(km)20地形及比例山地100％基于采用不同导线的线路工程设计方案，建设投资概算如表2所示：表2 建设投资概算对比表导线型号LGJ-400/35JNRLH60/LB1A-240/40JLRX1/F1A 240/30土石方工程(万元）69.2439.4739.47基础工程(万元）212.32185.25185.25杆塔工程(万元）1041.8844.59777.48架线工程(万元）671.37525.731725.47附件工程(万元）173.49138.68237.23合计(万元）2168.221733.722964.9单位投资（万元/km)108.4186.69148.24由建设投资概算对比表可知，在同一设计条件下，由于导线机械特性、材质差异，导致了除导线本身的成本差异外，基础工程、杆塔工程、架线工程等也有差异，因而使得三种导线设计方案的工程建设投资差异较大。

下面将从这几个方面逐一展开分析比较1.1 导线投资计算 三种方案导线投资差异对比详见下表3：表3 各种导线的价格差异对比表导线型号LGJ-400/35JNRLH60/LB1A-240/40JLRX1/F1A 240/30材料单价(万元/吨)1.51.7 8.45导线单重（吨/km）1.3490.9170.710材料单价(万元/km)2.021.566.00工程费用(万元/km)33.57 26.2986.27差价(万元/km)基准-7.2852.70从上表可知，钢芯耐热铝合金导线每公里导线材料单价最低，碳纤维复合导线最高，导致架线工程单位费用，也是钢芯耐热铝合金导线最低，只有26.29万元/km，最高是碳纤维复合导线，达到86.27万元/km1.2 铁塔耗钢量比较三种导线方案铁塔耗钢量及相应的工程费用比较详见下表4： 表4 铁塔耗钢量对比表导线型号LGJ-400/35JNRLH60/LB1A-240/40JLRX1/F1A 240/30杆塔钢材(t/km)48.14 38.37 35.09 工程总价（万元/km）37.84 30.16 27.58 差价(万元/km)基准-7.68 -10.26 各种导线由于单重差异，导致铁塔选型不同，也即每公里耗钢量有差异，单重越小的导线，每公里铁塔耗钢量也就越小，从本表可知，碳纤维复合导线方案铁塔耗钢量最小，普通钢芯铝绞线方案最大，钢芯耐热铝合金导线方案居中。

1.3 基础用量比较三种导线方案的基础用量比较见表5表5 基础用量对比表导线型号LGJ-400/35JNRLH60/LB1A-240/40JLRX1/F1A 240/30基础混凝土（m3/km）61.3754.9754.97基础工程总价(万元/km）281.65224.72224.72差价(万元/km)基准-56.93-56.93从上表可知，普通钢芯铝绞线方案，基础工程量最大，碳纤维复合导线方案与钢芯耐热铝合金导线方案因基础选型相同，故基础工程没有区别1.4 绝缘子及金具用量比较根据概算指标，绝缘子、金具投资按本体投资的8％计列；因此三个方案中，本体投资最大的碳纤维复合导线方案，绝缘子及金具投资相应最高，而钢芯耐热铝合金导线方案最低1.5 施工费用比较三个方案的施工费用如下表所示：表6 施工费用对比表　导线型号LGJ-400/35JNRLH60/LB1A-240/40JLRX1/F1A 240/30工程本体投资2168.22 1733.72 2964.90 其中主材费1557.10 1244.33 2355.83 扣除主材后施工费611.12 489.39 609.07 单位投资(万元/km)30.56 24.47 30.45 差价(万元/km)基准-6.09 -0.10 从上表对比看出，施工费最低的是钢芯耐热铝合金导线方案最低，而普通钢芯铝绞线方案与碳纤维复合导线方案比较接近，虽然碳纤维复合导线方案在铁塔耗钢量、基础方面均较常规导线方案有投资优势，但是碳纤维复合导线材料单价较高，滚动取费后，产生的施工费较高。

二、全寿命周期费用分析比较2.1 全寿命周期年费用算法及边界条件线路全寿命周期成本包含建设投资、年运行维护费用、年电能损耗费用等，采用全寿命周期年费用法比较合适，将各方案按照资金的时间价值将总费用平均分布到项目运行期的各年，年费用最低的方案在经济上最优线路工程年费行最小法简化计算公式为：（2-1）I——折算到投产年建设投资i——折现率C——每年维持费，包含年运行维护费用、年电能损耗费用等n——使用年限(经济寿命)CI——年总费用根据本工程的实际情况，进行最小年费用计算条件如下：① 经济使用年限为30年，施工期按2年计，第一年投资60％，第二年投资40％② 年最大负荷损耗小时数3750小时③ 线路运行维护费率建设投资1.4％④ 基准折现率8％⑤ 上网电价按0.45元/ kW.h测算2.2 各方案全寿命周期年费用计算根据上述的边界条件及计算结果，各方案全寿命周期经济性比较详见表7表7线路各方案全生命周期经济性比较表设计方案LGJ-400/35JNRLH60/LB1A-240/40JLRX1/F1A 240/30本体投资(万元)2168.221733.722964.9第一年投资(万元)1300.931040.231778.94第二年投资(万元)867.29693.491185.96折算到投产年建设总投资(万元)2454.081962.293355.791、建设总投资年费用(万元)217.99174.31298.092、运行维护年费用(万元)30.3624.2741.51单位长度电阻损耗(kW/km)225.98196.02141.87单位长度电晕损耗(kW/km)9.388.115.79电能损耗合计(kW/km)235.36204.13147.66年损耗小时数(小时)375025002500年能耗(万kW.h)1765.21020.65738.33、年能耗费用(万元)794.34459.2925332.235年费用合计(万元)1042.69657.8725671.835年费用差额(万元)基准-384.8175-370.855由表7可知：1. 仅从建设投资来看，采用铝包钢耐热铝合金绞线方案（JNRLH60/LB1A-240/40）最优，建设投资最小，普通钢芯铝绞线次之，碳纤维复合芯线导线JLRX1/F1A 240/30建设投资太高；2. 单从降低能耗效果来看，2种新型导线都明显优于普通钢芯铝绞线，其中碳纤维复合芯线导线（JNRLH60/LB1A-240/40）的节能效果最好，能耗费用最低，铝包钢耐热铝合金绞线（JNRLH60/LB1A-240/40）节能效果次之，普通钢芯铝绞线能耗费用则高出很多。

3. 从全寿命周期整体经济性来看，铝包钢耐热铝合金绞线（JNRLH60/LB1A-240/40）年费用最低，经济性最好，碳纤维复合芯线导线（JLRX1/F1A 240/30）得益于出色的节能效果，整体经济性也不错因此从经济性角度，采用铝包钢耐热铝合金绞线（JNRLH60/LB1A-240/40）是最优的方案，初期建设投资底，全寿命期经济性也最好三、结语本文详细分析了3种导线型号对线路工程本体的造价影响，并进一步分析论证了导线型号对线路工程全生命周期的经济性的影响，从而为导线的设计选型提供了依据从分析结果来看，2种新型导线比普通钢芯铝绞线（LGJ），具有更好的经济性和节能效果，为输电网提高能效、降低碳排放量，起到良好作用，值得推广应用参考文献：[1] 赵丽媛.节能导线在输电线路工程中的经济效益分析[J].价值工程，2012.27（2）：130-131[2] 林瑞宗，童长锜.基于全寿命周期的应用节能导线的经济性分析方法[P]CN104063769A，2014-09-24[3] 丁广鑫，孙竹森，张强，李明，莫娟，叶鸿声，王钢，万建成.节能导线在输电线路中的应用分析[J].电网技术，2012（8）：24-30  -全文完-。