500kV/220kV同塔四回線路感應電壓與感應電流仿真研究

單蒙（廣東天聯電力設計有限公司，廣東廣州 510600）

500kV/220kV同塔四回線路感應電壓與感應電流仿真研究

單蒙
（廣東天聯電力設計有限公司，廣東廣州 510600）

采用電磁暫態程序，建立了500 kV/220 kV同塔四回線路模型。仿真計算了220 kV東莞～黎貝線路在四種工況下的感應電壓與感應電流，并為東莞站側220 kV接地刀閘選型提供依據。結果表明，當220 kV東莞～黎貝一回線路停運、一回線路投運，500 kV東莞～福園一回線路停運、一回線路投運時，220kV東莞～黎貝線路上的感應電壓、感應電流達到最大值；東莞站側的220 kV接地開關可按照B類選擇。

同塔四回輸電線路；感應電壓；感應電流；電磁暫態程序

0 引言

隨著國家電力工業的迅速發展，土地資源日益匱乏，尤其在廣東省等經濟發達地區，輸電線路走廊選擇與建設會受到更多制約，為了節約占地面積，提高輸電線路走廊的利用率，輸電線路同塔雙回及多回架設的方案被廣泛采用[1-2]。與同塔雙回線路相比，同塔四回線路中導線間的靜電耦合以及電磁耦合關系更為復雜。因此研究同塔四回輸電線路的感應電壓、感應電流，對電力工程設計具有重要的意義[3-8]。本文采用電磁暫態程序EMTP，對廣東電網中與500 kV線路同塔的220 kV東莞～黎貝線路的感應電壓與感應電流進行仿真分析，并為東莞站220 kV東莞站內220 kV接地刀閘的選擇提供依據。

1 系統及仿真模型

廣東電網220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路的導線排列如圖1[9]所示。其中，與第2段220 kV線路同塔四回架設的500 kV線路型號為4×ACSR-720/50。全線220 kV及500 kV導線均不換位。500 kV東莞～福園線路有兩根地線，一根采用36芯OPGW光纜，另一根采用LB?GJ-150-40AC，500 kV地線在該段塔接地。220 kV東莞～黎貝線路地線排列如圖2所示，220 kV地線全線逐塔接地。

圖1 220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路導線排列圖

圖2 220 kV東莞～黎貝線路地線排列圖

本文利用電磁暫態程序EMTP進行仿真計算，線路部分選用JMarti模型。四回路塔的導地線縱向排列如圖3所示，500 kV線路布置在塔上部，220 kV線路布置在塔下部。

圖3 220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路導線縱向排列圖

2 感應電壓與感應電流計算

本文在建立仿真模型時，考慮到未來線路的改造，將原有220 kV第6段線路2×300導線按照2×500導線考慮并修改模型參數，由此，220 kV線路的單回輸送功率由455 MVA增加為615 MVA，潮流方向由東莞站至黎貝站，相角差為5.6。500 kV線路單回輸送功率為3 600 MVA，潮流方向由福園站至東莞站，相角差為0.212。本文共計算以下四種工況時，220 kV東莞～黎貝線路的東莞站側及黎貝站側的感應電壓、感應電流情況。

由此可見，工況3時東莞站側的靜電感應電壓為10.25 kV、靜電感應電流為1.1 A、電磁感應電壓為1.68 kV、電磁感應電流為156.5 A，均達到四種工況的最大值。

表1 工況1：220 kV東莞～黎貝兩回線路停運，500 kV東莞～福園兩回線路投運

表2 工況2：220 kV東莞～黎貝兩回線路停運，500 kV東莞～福園一回線路停運，一回線路投運

表3 工況3：220 kV東莞～黎貝一回線路停運，一回線路投運。500 kV東莞～福園一回線路停運

表4 工況4：220 kV東莞～黎貝一回線路停運，一回線路投運。500 kV東莞～福園兩回線路停運

3 接地刀閘參數選擇

感應電壓計算時取對應運行線路兩端電壓約525 kV/230 kV，而線路最高運行電壓可能達到550 kV/242 kV，感應電壓主要隨健全線路運行電壓而升高，同時考慮對線路模擬與實際運行可能存在一定誤差，因此建議線路接地刀閘感應電壓在該計算結果的基礎上提高10%。而感應電流主要隨健全線路電流而升高，由于電磁暫態研究中已考慮將同塔并行線路輸送功率提升后的較極端運行工況，因此要求感應電流參考本計算成果，在選擇該線路接地刀閘時應滿足通流容量的要求，并考慮一定裕度。

GB 1985-2004《高壓交流隔離開關和接地開關》及DL/T 486-2000《交流高壓隔離開關和接地開關訂貨技術條件》中接地開關的額定感應電流和額定感應電壓的標準值見表5及6。

表5 GB 1985-2004接地開關的額定感應電流和額定感應電壓的標準值

表6 DL/T 486-2000接地開關開、合感應電流的額定參數

根據本文對感應電壓感應電流計算結果，東莞站側220 kV接地刀閘的參數應滿足如下要求：靜電感應電壓高于11.3 kV；電磁感應電壓高于1.9 kV；靜電感應電流大于1.1 A；電磁感應電流大于156.5 A。其規格可按B類考慮。

4 結論

本文以廣東電網同塔四回架設的220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路為依托，采用EM?TP電磁暫態仿真程序對220 kV東莞～黎貝線路的感應電壓、感應電流進行仿真計算，結論如下。

（1）在220 kV線路一回停運，一回線路投運；500 kV線路一回停運，一回線路投運的運行方式下，東莞站側的靜電感應電壓、靜電感應電流、電磁感應電壓、電磁感應電流均達到最大值。

（2）東莞站側的220 kV接地接地開關可按照B類選擇。

［1］舒印彪，趙丞華.研究實施中的500 kV同塔雙回緊湊型輸電線路［J］.電網技術，2002，26（4）：49-51.

［2］李漢明，陳維江，詹銘.220 kV/110 kV同塔多回線路耐雷性能研究［J］.電網技術，2005，29（21）：27-30.

［3］蔡廣林，曹華珍，王曉彤.500 kV同塔四回線路感應電壓與感應電流分析［J］.南方電網技術，2009（S1）：141-144.

［4］王曉彤，林集明，陳葛松，等.廣東－海南500 kV海底電纜輸電系統電磁暫態研究［J］.電網技術，2008，32（12）：6-11.

［5］商立群，施圍.同桿雙回輸電線路的潛供電流與恢復電壓［J］.高電壓技術，2003，29（10）：22-23.

［6］劉振亞.特高壓電網［M］.北京：中國經濟出版社，2005.

［7］陳亞倫，李志國.伊敏一馮屯500 kV同塔雙回線不平衡度、感應電流及潛供電流研究［J］.電網技術，1995，19（6）：13-17.

［8］韋鋼，黃金生.同桿并架多回線序參數及不平衡計算［J］.電網技術，1998，22（10）：8-11.

［9］班連庚，王曉剛，白宏坤，等.同塔架設的220kV/ 500kV輸電線路感應電流與感應電壓仿真分析［J］.電網技術，2009，33（6）：45-49.

Simulative Research of Induced Voltages and Currents Among Multi Circuit 500 kV and 220 kV Transmission Lines on Same Tower

SHAN Meng
（Guangdong TIANLIAN Electric Power Design Co.，Ltd.，Guangzhou510600，China）

A model of 500 kV/220kV four-circuit transmission lines on same tower is built by use of electromagnetic transient program (EMTP).Induced voltages and currents on 220kVDongguan～Libei transmission lines are simulated and calculated under four conditions in this paper，and provide the basis for 220kV grounding switch selecting in Dongguan substation.The results show that，Induced voltages and currents reached the maximum when one of the 220kVDongguan～Libei transmission line Outage，another one operation，one of the 500kV Dongguan～Fuyuan transmission line Outage，another one operation.Type B grounding switch is recommended to choose in Dongguan substation.

four-circuittransmissionlinesonsametower；inducedvoltage；inducedcurrent；electromagnetictransientprogram

TM726

A

1009－9492(2014)05－0147－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.05.037

單 蒙，女，1982年生，內蒙古赤峰人，碩士，工程師。研究領域：電力工程設計。

(編輯：向 飛)

2014－03－03