“要统筹发展和安全,统筹保供和转型,以最高标准、最严要求、最实措施,落细落实公司迎峰度夏电力保供30项工作要点,确保电网安全度夏,确保电力保供无虞。”
——国家电网公司董事长辛保安
夏至已至,伴随着国家电网2022年迎峰度夏会议的召开,夏季用电高峰期也即将到来。
图片来源于@国家电网新浪微博截图
这是一次对电网架空线传输能力的考验,而在这种形势下,传统导线的传输能力愈发显得捉襟见肘。随着西电东送、清洁能源规划的推行,提升电网传输能力成为了一个迫在眉睫的问题。
用传统方法解决这个“瓶颈”,许多伴生的问题也接踵而至:杆塔设备需要替换、新征用土地规划、新方案设计及随之而来的多部门的审批……这些问题不仅带来经济上的巨大投入,需要较长的时间,同时也会给环境及规划带来不小的压力。
而3M ACCR的出现,无疑为解决这一问题给出了一份优秀的答卷。
什么是ACCR?
ACCR是3M新型陶瓷纤维导线的缩写。在杆塔等基础设施不需要改变的情况下,用ACCR直接更换同截面导线,可实现2-3倍容量提升①,从而大大节省土地等资源成本,提供安全、快速且利于环境可持续性的解决方案。
陶瓷纤维导线如何做到这一点?我们先看它的结构:
如图所示,导线的内层芯线是由上万根极细的高强度陶瓷纤维沿着导线方向嵌入到高纯度铝中复合而成,外层的绞线是由添加了微量锆金属元素的高强度、高耐热硬铝线绞制而成。
动图更加直观:
外层的绞线和内层的芯线同时承担着导线的机械性能和导电特性。这种结构,带来额定载流量大、低弧垂、重量轻等优异性能,为输电系统带来了极大改变。
ACCR如何改变电网?
在输电系统中,导线弧垂是决定线路稳定性和输送容量大小的重要因素。弧垂过大、超过设计规定的净空高度将带来极大安全隐患。而弧垂的产生是由导线发热引起。普通导线有限的耐热性,就决定了其输送容量受到限制。
而陶瓷纤维的一系列特性使3M ACCR突破耐热性限制,在高温下依然保持较小弧垂,有效提高了导线传输能力。
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陶瓷纤维重量轻、强度高,热膨胀系数小,因此有效提高额定运行温度,为输电系统带来了更多的上升空间。
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ACCR充分考虑到了与现有输电线路的兼容性,可直接替换原有导线,无需重新搭建杆塔,快速增容,并在此基础上保持甚至增加净空高度。
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应用ACCR可以有效减少输电线路改造时间,增强效能同时降低改造成本。
在跨湖与高山地势,ACCR可以免于重新设置线路,直接替换旧导线。
由于ACCR可以使用原有杆塔,可以将线路改造的时间从几年减少到几个月,在快速提升输送容量的同时,还可以降低改造成本。
基于陶瓷纤维导线这些特性,ACCR已经在很多关键的地点安装并且安全运行,其中包括连接一些用电量较大的城市的主线路,以及通往市中心商业区以及机场的主输电线路,需要保护绿化的山区等。在这些项目中,ACCR均展示了优良和安全可靠的运行性能,所展示的性能与设计期望和试验结果基本一致。如在2010年的一项重点工程中,至今运行稳定,得到了客户的高度认可。
引领变革,未来可期
今年5月疫情期间,浙江110KV的童桥线也使用此导线进行了快速增容,利用现有的杆塔,300mm2截面的陶瓷纤维导线直接替换原有的300mm2钢芯铝绞线,容量翻倍,在容量提升的同时,还能保护原有的山区植被不受破坏,省时省力。
值得一提的是,这次施工正好在上海疫情期间,3M与施工团队一起克服重重困难完成了安装工作。在无法到达现场的情况下,上海的技术专家通过远程直播的方式指导了现场作业,确保了本次作业能够精确且迅速地完成。而这次利用云技术直播指导的工作模式,让传统电力工作焕发了新生,也开启了对疫情下新的工作模式的探讨。
从2007年进入中国以来,ACCR在国内各省市已经有几十条关键线路上网运行,十几年来风雨如一,性能稳定。载流量的大幅提升,节省土地等改造成本,ACCR陶瓷纤维新型导线探索出了一条更实用的城市供电升级新方案,也提供了一种环境友好型的低碳解决方案。在国家“碳中和”规划大力推行的清洁能源建设中,ACCR高载流量、低弧垂的特性也让这一新型导线光伏、风电等新能源集中建设的高山湖泊环境大有可为。
未来,3M电力产品将继续围绕低碳可持续的理念与改善人们生活的决心,不断变革创新,为电力行业带来更多创新可靠的优质产品。
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部分内容来源于:国家电网报、国家电网
①根据国网北京电力建设研究院架空导线载流量试验报告,根据Q/FSDYS 010-2004《架空导线试验方法》及技术条件,3M ACCR新型陶瓷纤维导线在35℃环境温度、导线运行温度210℃条件下传输容量约1800A。根据标准,普通导线运行温度上限为70摄氏度,传输容量约为650A
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