220kV同塔雙回線路感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓的主要影響因素分析

1、220kV同塔雙回線路感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓的主要影響因素分 析【摘要】220kV同塔雙回線路當一回線路停運時，另 一回運行線路中由于電磁和靜電耦合作用會產(chǎn)生感應(yīng)電流 和電壓。本文通過理論分析研究確定影響同塔雙回線路的感 應(yīng)電流和電壓的主要因素為電力系統(tǒng)運行方式、線路在塔架 上的布置方式和線路長度，并利用EMTP電磁暫態(tài)仿真進行了詳細計算分析。結(jié)果表明：同塔雙回220kV線路運行線路兩側(cè)的電壓對停運線路靜電感應(yīng)電壓影響最大且為正比例 關(guān)系（比例系數(shù)為0.43）;運行線路輸送的功率與停運線路 的電磁感應(yīng)電流和電壓皆為成正比例關(guān)系（比例系數(shù)分別為 22.59和為0.97）。線路在塔架上的布置方式對停運

2、線路感應(yīng) 電流和感應(yīng)電壓都有影響但對計算結(jié)果影響不大。線路長度 與電磁感應(yīng)電壓和靜電感應(yīng)電流皆為正比例關(guān)系（比例系數(shù) 分別為0.68和為0.77）?！娟P(guān)鍵詞】同塔雙回；220kV;感應(yīng)電流；感應(yīng)電壓； 電磁暫態(tài)仿真0引言為滿足電力負荷持續(xù)增長的需求，提高線路走廊單位面 積的輸送能力，輸電線路采用同塔多回路架設(shè)是有效的解決方法之一。同塔并架線路由于線路之間電氣距離減小，當其 中一回線路停電檢修時，由于其他各帶電導線的電感和電容 耦合的結(jié)果，致使檢修線路上會通過電流1-2,該電流會對塔架上的檢修人員產(chǎn)生刺激，嚴重者可能危機維修人員的生 命安全。本文針對同塔雙回線路感應(yīng)電流和電壓的影響因素，如 電力

3、系統(tǒng)運行方式、線路在塔架上的布置方式、線路長度等 3進行了理論分析，然后利用EMTP進行了電磁暫態(tài)仿真計算分析4,旨在分析220kV典型同塔雙回線路在不同情況下， 各種因素對感應(yīng)電流和電壓的影響。1同塔雙回線路感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓的影響因素同塔雙回線路當其中一回線路停運時，運行線路將在停 運線路上產(chǎn)生感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓。當停運線路一端開路， 另一端接地開關(guān)操作時，接地開關(guān)能開斷和關(guān)合容性電流； 當停運線路一端閉合，另一端接地開關(guān)操作時，接地開關(guān)能 開斷和關(guān)合感性電流。線路1的三相為B、A、C,線路2的三相為b、c、a, 地線為w、vo di為兩根地線 w和v間水平距離，d2為兩根 地線B相和b相

4、水平距離，d3為兩根地線 A相和c相水平距 離，d4為兩根地線C相和a相水平距離，hi為地線懸桂高 度與第一排導線懸桂高度的對地高度差，h2為第一排導線懸桂高度與第二排導線懸桂高度的對地高度差，h3為第二排導線懸桂高度與第三排導線懸桂高度的對地高度差，h4為第三排導線懸桂高度的對地高度。線路在塔架上的布置方式?jīng)Q定 了導線間的幾何平均距離和導線與地線的幾何平均距離，進 而決定了導線的自阻抗與自電容和導線間的互阻抗與互電容。即當停運線路兩端接地時，停運線路的電流與運行線路 的電流和自電抗、兩回線路的互電抗相關(guān)。而運行線路的電流和電壓與線路在電力系統(tǒng)中的運行 方式有關(guān)；同塔雙回線路導線、地線在桿塔上

5、的布置方式和 線路的長度決定線路的電抗和電容，所以同塔雙回線路停運 線路上的感應(yīng)電流和電壓與運行線路的運行方式、導線在桿 塔的布置方式和線路長度密切相關(guān)。2電力系統(tǒng)運行方式與電磁和靜電耦合電流和電壓的 相關(guān)性分析運行線路電壓的高低與電磁和靜電耦合電流和電壓 的相關(guān)性同塔雙回220kV線路的長度取100km,帶電線路輸送的 有功功率為300MW。每回線路的導線采用雙分裂，導線型 號JB/G1A-2X400,分裂間距為400mm。塔架上導體的懸桂 高度：B相為34m, A相為27.3m, C相為21m,導線弧垂為 10m。導線水平距離：B相為10m, A相為12m, C相為10m。兩根地線懸桂高度

6、均為 40m,地線水平距離為12m,地線弧垂為9mo考慮電網(wǎng)的實際運行情況，分別對運行線路一側(cè)電壓為240kV、230kV和220kV進行了仿真計算。從表1的計算結(jié)果可以看由，隨運行線路電壓的升高， 停運線路每相的電磁感應(yīng)電壓和電流會略微減小，而靜電感 應(yīng)電壓和電流會有所增加。線路電壓從 220kV增加至240kV 時，運行線路兩端的電壓對停運線路的靜電感應(yīng)電壓影響最 大，靜電感應(yīng)電壓由8.82kV增至9.69kV,靜電感應(yīng)電壓受線 路兩端電壓影響的比例系數(shù)為0.43 o線路輸送潮流與電磁和靜電耦合電流和電壓的相關(guān) 性同塔雙回220kV線路的參數(shù)同2.1中所述，運行線路一 端電壓為235kVo

7、考慮到電網(wǎng)的運行情況及線路的輸送能力， 分別對線路輸送的有功功率為100MW、200MW、300MW、400MW和475MW （線路輸送功率的極限值）的情況進行了 分析。從表2的計算結(jié)果可以看由，隨運行線路上輸送功率的 增大，停運線路電磁感應(yīng)電壓和電流會顯著增大，而停運線 路靜電感應(yīng)電壓和電流影響不大。運行線路輸送的有功功率 從100MW增加至475MW時，停運線路電磁感應(yīng)電流影響 最大，最大一相（C相）的電磁感應(yīng)電流由 25.34A增至114.56A, 兩者成正比例關(guān)系，比例系數(shù)為22.59。對停運線路電磁感應(yīng)電壓也有較大的影響，最大一相（ C相）電磁感應(yīng)電壓由1.10kV增至4.92kV,

8、比例系數(shù)為 0.97。3塔架上線路的布置方式與電磁和靜電耦合電流和電壓的相關(guān)性分析同塔雙回線路水平距離與電磁和靜電耦合電流和電壓的相關(guān)性分析同塔雙回220kV線路運行線路一端電壓為235kV,輸送的潮流為300MW o同塔雙回220kV線路的布置方式同 2.2.1 中所述，分別對導線布置(d1 , d2, d3)不同水平距離下進 行了分析：(1)第一排為9.6m,第二排為11.6m,第三排為9.6m；(2)第一排為10m,第二排為12m,第三排為10m；(3)第一排為10.2m,第二排為12.2m,第三排為10.2m； (4)第一排為10.4m,第二排為12.4m,第三排為10.4m。表3列由

9、了 A相計算結(jié)果隨線路水平距離變化而改變的情況， 其余兩相變化規(guī)律同 C相。隨同塔雙回線路水平距離的增大， 電磁感應(yīng)電流、電磁感應(yīng)電壓、靜電感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電 壓會有所減小。但是受塔架型號的限制，同塔雙回線路水平 距離雖有所不同，但相對變化不大，相應(yīng)的對計算結(jié)果影響 不大。線路對地高度與電磁和靜電耦合電流和電壓的相關(guān) 性分析(1)導線弧垂與電磁和靜電耦合電流和電壓的相關(guān)性分析線路架設(shè)中，由于導線檔距等原因?qū)е聦Ь€的弧垂會有 所不同，從而對線路高度產(chǎn)生影響，本文分別對導線弧垂為 8m, 10m和11.6m的情況進行了分析。隨導線弧垂的變化，停運線路第一排導線的電磁感應(yīng)電 流、電磁感應(yīng)電壓、靜電

10、感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電壓也有所變 化，但是變化不大。(2)地線懸桂高度與電磁和靜電耦合電流和電壓的相關(guān)性分析地線懸桂高度對計算結(jié)果有一定的影響，分別對地線與 第一排導線距離hl分別為3m, 3.5m和4m的情況進行了分 析。地線懸桂高度的不同，停運線路第一排導線的電磁感應(yīng) 電流、電磁感應(yīng)電壓、靜電感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電壓也不同， 但是結(jié)果變化不大。4線路長度與電磁和靜電耦合電流和電壓的相關(guān)性分析本文分別對同塔雙回 220kV線路長度為10km、25km、 50km、75km、100km、125km 和 150km 的情況進行了計算 分析。從表6的計算結(jié)果可以看由，隨線路長度的增加，停運 線路的電磁

11、感應(yīng)電壓和靜電感應(yīng)電流會明顯增大，而對電磁感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電壓影響不大。線路長度從10km增加至150km時，電磁感應(yīng)電壓由 0.37kV增至4.37kV,影響最 大的一相電磁感應(yīng)電壓與線路長度的比例系數(shù)為0.68;靜電感應(yīng)電流由0.32A增至4.82A,對靜電感應(yīng)電流影響最大的一 相的比例系數(shù)為0.77。5結(jié)論(1) 220kV同塔雙回線路在電力系統(tǒng)中的運行方式與停 運線路電磁和靜電耦合電流和電壓有關(guān)系。運行線路兩側(cè)的 電壓對停運線路靜電感應(yīng)電壓影響較大，成正比例關(guān)系，比 例系數(shù)為0.43,但是考慮到電力系統(tǒng)的運行方式，線路兩側(cè) 電壓的正常變化范圍在-10%10%之間，電壓在該范圍內(nèi)變 化

12、時，其計算結(jié)果對線路上接地開關(guān)的選型影響不大。運行 線路輸送的功率主要影響停運線路的電磁感應(yīng)電流和電壓， 兩者成正比例關(guān)系，比例系數(shù)分別為22.59和為0.97,而對靜電感應(yīng)電壓和電流影響較小。(2)線路在塔架上的布置方式對停運線路電磁感應(yīng)電 流、電磁感應(yīng)電壓、靜電感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電壓都存在一 定影響。但是受塔架型號的限制，線路在塔架上的布置方式 變化不大，對感應(yīng)電流和電壓的計算結(jié)果影響不大。(3)線路長度主要影響電磁感應(yīng)電壓和靜電感應(yīng)電流， 且成正比例關(guān)系，比例系數(shù)分別為 0.68和0.77,而對電磁感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電壓影響較小【參考文獻】1魏旭，李長益.500kV同桿架設(shè)線路感應(yīng)電流的計算J.華