隨著我國城鎮(zhèn)化的逐步實施,大中城市在我國的政治經(jīng)濟文化中發(fā)揮的作用越來越大,居民生活水平逐年提高,對供電需求提出了更高的要求,主要體現(xiàn)在供電可靠性、用電**、電力對環(huán)境的影響以及降損節(jié)能等方面。
城市供電系統(tǒng)主要由輸電、配電和用電組成,配電系統(tǒng)在其中起到重要的橋梁作用。國家電網(wǎng)公司在2010年4月印發(fā)的《“十二五”配電網(wǎng)規(guī)劃(技術(shù)原則)指導(dǎo)意見》中要求,直轄市、省會城市、計劃單列市的市區(qū)部分供電可靠率要達(dá)到99.99%以上,核心區(qū)要達(dá)到99.999%,即全年停電時間不超過5分鐘,地級市也要達(dá)到99.93%以上。要滿足這個要求,必須要有堅強的網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)良的設(shè)備和**的管理。簡單講就是當(dāng)某一用戶的供電線路發(fā)生故障時,配電網(wǎng)絡(luò)必須在很短的時間內(nèi)立即切換到相鄰線路,保證對用戶不間斷供電。這條相鄰線路除承擔(dān)自身負(fù)荷外,還必須承擔(dān)切換過來的負(fù)荷,這就要求網(wǎng)絡(luò)中的每一條供電線路必須具備較強的供電能力,也就是導(dǎo)線的載流量要足夠大。下面我們比較一下配電網(wǎng)絡(luò)中幾種常用規(guī)格的銅電纜和鋁合金電纜在地下排管敷設(shè)、水平排列、環(huán)境溫度25度、工作溫度90度等條件下的載流量。
以上數(shù)據(jù)看出,截面越大,銅鋁載流量差距越大,50截面相差10%,240相差20%。也就是說,70以下截面的銅纜如果用鋁纜替代,提高一檔可滿足要求;但120以上的銅纜如果用鋁纜替代,必須提高兩檔才能滿足要求。截面增大勢必導(dǎo)致外套排管直徑增大,占用地下空間增大,使得本就擁擠的城市地下空間不堪重負(fù)。我們要滿足供電可靠性的要求,就滿足不了城市環(huán)境的要求,鋁纜成本低的優(yōu)勢就沒有了。
用電**是用戶對供電的*基本也是*重要的要求。據(jù)有關(guān)資料,鋁合金電纜的接頭技術(shù)還不太成熟。電纜接頭是電纜的關(guān)鍵部件,如果接頭技術(shù)不過關(guān),將給供用電帶來極大的**隱患。特別是給千家萬戶居民用戶供電,用電**是天大的事。城市老城區(qū)由于線路接頭問題發(fā)生火災(zāi)不在少數(shù)。鋁的熔融溫度為660℃(鋁合金的熔點比純鋁要低些),而銅的熔融溫度可達(dá)1080℃,實際火災(zāi)時,火災(zāi)現(xiàn)場*高溫度均在1000℃左右。在人流密集的公共場所和大負(fù)荷用戶的配電系統(tǒng)中,為保證**,是否應(yīng)用鋁合金電纜就要慎重考慮了。
眾所周知,銅比鋁的導(dǎo)電性能好。據(jù)有關(guān)資料,鋁加入合金材料后,導(dǎo)電性能低于鋁。故而鋁合金導(dǎo)體導(dǎo)電性能肯定低于銅導(dǎo)體,即同截面的鋁合金導(dǎo)體電阻高于銅導(dǎo)體已是不爭的事實。物理知識告訴我們,電流通過導(dǎo)體時會產(chǎn)生能量損失,損失的大小等于電流的平方與導(dǎo)體電阻及通電時間的乘積。在電流一定、通電時間相同的條件下,能量損失的大小就取決于導(dǎo)體的電阻了,這樣相同電流通過相同截面鋁合金導(dǎo)體的能量損失比銅導(dǎo)體大。有人要說,可以增大鋁合金導(dǎo)體截面,降低電阻,保證損失與銅接近。這樣問題又回到前文所述,必然要加大電纜通道截面,給城市規(guī)劃部門出難題。降損節(jié)能、保護環(huán)境是我國的一項基本國策。為節(jié)約能源資源,還是采用銅纜好。
從配電系統(tǒng)維護的角度看,鋁合金電纜的應(yīng)用也存在很大問題。有關(guān)專家承認(rèn),鋁合金電纜在10千伏以上高壓系統(tǒng)應(yīng)用還很不成熟,主要還是在低壓配電系統(tǒng)推廣。而低壓配電系統(tǒng)就像城市的****,延伸到千家萬戶,與居民的生活息息相關(guān)。一個千萬人口的大城市,低壓線路在萬公里以上,甚至達(dá)到數(shù)萬公里。從主干線到分支線再到接戶線,直至電表箱,網(wǎng)絡(luò)之復(fù)雜,導(dǎo)線型號之多,難以想象。每年城市電網(wǎng)故障,80%出在低壓,夏季更甚,搶修隊伍24小時待命。如果要推廣鋁合金電纜,供電維修部門不僅要準(zhǔn)備各種型號銅電纜的備料和工具,還要準(zhǔn)備各種型號鋁合金電纜的備料和工具,同時還要解決銅鋁電纜的聯(lián)接問題。這對供電維護搶修帶來巨大的壓力,給**運行造成極大的風(fēng)險。鋁合金電纜在城市低壓配電領(lǐng)域的應(yīng)用也應(yīng)慎重。
近幾年來,國家電網(wǎng)公司加大了對城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的投入,解決配電網(wǎng)供電能力不足、線路卡口、故障頻發(fā)、終端電壓低的問題,這些都是關(guān)乎民生的重大問題。據(jù)報道,武漢供電部門在未來5年內(nèi),將投入100億元對武漢城鄉(xiāng)中低壓配電網(wǎng)進行升級改造。2015年計劃投入20億元,首批833個項目達(dá)11億元,該項目對電力電纜的需求巨大。國網(wǎng)《“十二五”配電網(wǎng)規(guī)劃(技術(shù)原則)指導(dǎo)意見》的2.8.2條要求,配網(wǎng)改造升級要“充分利用現(xiàn)有的存量設(shè)備,新建設(shè)備(新增或更換)要有較強的適應(yīng)性。為避免造成配電網(wǎng)建設(shè)的重復(fù)投資,負(fù)荷快速增長區(qū)域,設(shè)備宜按*終規(guī)模進行選型和設(shè)計;負(fù)荷較慢增長區(qū)域,可適當(dāng)考慮線路、土建一次建成,變壓器分階段梯度利用?!蔽覀円创艘螅诰€路設(shè)備選型時,充分比較銅鋁電纜的優(yōu)劣,從長遠(yuǎn)的角度**考慮,不能再陷入“鋁代銅”到“銅代鋁”又回到“鋁代銅”的怪圈中,按“*終規(guī)模”建設(shè)好我們自己的堅強配電網(wǎng)。