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【独家】电网全寿命周期与铜铝电缆应用分析

2015-04-28 09:08来源:北极星电力网关键词:输配电铜铝电缆资产全寿命周期管理收藏点赞

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在当前经营环境日趋复杂和环境压力不断增加的背景下,输配电网络的全寿命周期运行成为重要的研究内容。输配电网络设施包括输配电线、电缆、变压器、输配电站和其他电力设施与设备。这些电力设施与设备不仅具有运行时间长的特点,同时还具有分布广泛,维护复杂的特点。特别是在城市,区域用电负荷大,人口密度高,功能结构复杂,对输配电网络运行的安全性、可靠性有着更高的要求。

以往,在评价电网运行时,其指标标准主要围绕着满足用电负荷、电网安全、供电质量和可靠性,以及低运行损耗等内容。对电网建设、运行维护、以及后期升级或报废处理等因素考虑不多。在对运行进行环境评估方面也往往只考虑到了电磁辐射或特殊电力设备材质(如六氟化硫SF6)等对网络区域内部及周边的人员健康可能造成的损害,对于一些常见材质的使用对环境影响评估不足。因此,对电网设施进行全寿命周期评估成为当前一个重点课题。

资产全寿命周期管理(Life Cycle Asset Management, LCAM)来源于全成本周期管理(Life Cycle Cost, LCC)是LCC管理理念的发展和丰富。全寿命周期管理是指对项目全寿命周期内各个阶段各项活动进行全面,全过程的管理。全寿命周期管理是通过一定的组织形式,采取相应的措施与方法,对项目所有工作和系统的运行过程进行计划、协调、监督、控制和总结评价,以满足项目功能和使用要求,符合可持续发展、提高投资效益的目的[1]。

全球众多输配电企业先后引入全寿命周期管理的理念去实现经济、安全和稳定的电网资产运行,并满足多方利益相关者要求,促成企业的可持续健康发展。如英国国家电网(NG)公司、法国EDF Energy公司、新加坡电力公司等多家国际知名电力公司再次领域均开展了大量研究工作。

电力输配电网络中的线缆、变压器和其他电力设备需要用到大量的金属和非金属材料。其全寿命周期过程通常包括原材料的获取、提炼、供应、加工制造、建设、运行、废料的循环与处理等多个环节。如图1所示。

在电力输配电网络中,铜材质和铝材质是电力线和电缆使用的重要材质。数据显示:2012年我国电线电缆行业用铜总量为510万吨,占国内当年用铜总量的68%,当年行业用铜量为2000年的2.83倍。国内电线电缆工业的用铜总量由2000年的180万吨增长至2012年的510万吨,平均每年增长15.3%。与此同时,国内电线电缆工业的用铝量由2000年的约60万吨发展至2012年的约230万吨,平均每年约增长23.6%。铜材质和铝材质在电气与机械性能上均有明显区别。表1给出了它们相关性能的比较。

用作导体的铝合金是在上世纪60到70年代时,由于铜价的高速攀升而开始进行广泛研究的线缆替代性导体材料。用作导体的铝合金主要有AA1000系列即纯铝,AA6000和AA8000系列导体。AA1000系列导体主要用在高压架空线;AA6000 Al-Mg-Si(铝镁硅合金)系列导体主要用在高压架空线和铝母排;这两类导体都是以硬态导体存在,接头的连接以焊接为主。AA8000 Al-Mg-Cu-Fe(铝镁铜铁合金)系列是真正用在配电线路上的软质铝合金[3]。

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