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电缆桥架作为支撑、保护和管理电缆的定制标准化产品,贯穿于电厂发电端与用户终端,除管理规范线路外,电缆桥梁还有减小电路线损的功能。发达国家电缆桥架的应用已有70 多年的历史,而国内市场应用则为30 年左右,特别是近十几年迅速普及,被广泛应用于电力、石化、轨道交通、通讯、冶金和机械制造等行业。通过对市场电厂、冶金、石化等用电大户终端企业调研,电能线损大已经成为行业的关注点。
欧皇彩票 节能、降耗、环保是当代社会发展的必然趋势,提高电能利用率、降低碳排放是世界电力行业、主要用能单位面临的共同课题,而降低电路线损是提高用能的重要途径。以电厂为例,日本电厂发电后电能利用率为57%,美国为51%,我国约为40%。2013 年上半年,我国发电量为24342 亿kW,若提高1% 的电能利用率,则相当于每年节约电能近487 亿kW·h,相当于节约165 万t 标准煤。
研究节能槽式电缆桥架,首先要明确电缆在桥架支撑下的能耗组成:电磁产生的电缆能损和升温带来的电缆线路的能损,前者是主要的,无功功率造成的,目前还没有好的解决途径;后者带来的能损,目前可以通过设计,改变电缆桥架的结构,降低能损。
线损的计算方法
线损计算是降损节能,加强线损管理的一项重要的技术管理手段。总所周知,输电线路损耗是当负荷电流通过线路时,在线路电阻上产生的功率损耗。其计算公式为ΔP=I 2R,式中:ΔP 为损失功率;I 为负荷电流;R 为导线电阻。导线电阻R 不是恒定的,在电源频率一定的情况下,其阻值随导线温度的变化而变化。铜铝导线电阻温度系数a 为0.004。在有关技术手册中给出的是20℃时的导线单位长度电阻值。但实际运行的电力线路周围的环境温度是变化的;且负载电流通过导线电阻时发热,又使导线温度升高,所以导线中的实际电阻值随环境、温度和负荷电流的变化而变化。为了简化计算,通常把导线电阻分为三个分量考虑:
(1)基本电阻20℃时的导线电阻值R20;
(2)温度附加电阻Rt;
(3)负载电流附加电阻Rl。线路实际电阻为:R=R20+Rt+Rl。
由线损计算公式分析,降低输电线路工作时导线温度的升高,是减少线损的有效途径。下面以60 kW 机组为例,内部电压U=1.5-2.0万V,输送电流I=60 A,电厂内部选用35 mm2 铜芯高压电缆,总长度约为45 km,以户外温度为20 ℃为参照,电缆自身温度值升高4℃,计算因电缆温度升高造成线损的增加量:ΔW=I 2ΔRt=1.92 kW。电缆因温度上升线路损耗比例系数为:1.92/60=0.032=3.2%。
通过以上计算发现,电缆温度升高对线路损耗影响相当大。降低电缆工作温度,减少电缆阻值上升,是降低线路损耗、提高电能利用率的有效途径。这对承载、保护、管理电缆的载体电缆桥架提出了明确的要求和研究方向。
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