220?kV同塔四回路輸電線路感應電壓及電流的計算與分析

蔣寧

摘 要：隨著城市的發(fā)展，架空輸電線路路徑選擇越來越困難，提高線路的輸送容量、節(jié)約線路走廊占地，同塔多回路線路是輸電線路設計的最佳選擇，因此，220 kV光孝至西江、洲邊采用同塔四路路設計，建立了光孝站220 kV側同塔四回路和同塔雙回路的仿真模型。在不同運行情況下對檢修線路的靜電、電磁感應電壓及感應電流進行計算，并得出靜電、電磁感應電壓及感應電流的最大可能值。

關鍵詞：LCC 四回路線路 感應電壓 感應電流

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（a）-0042-03

1 系統(tǒng)接線方式及導地線參數(shù)

為建立光孝變電站220 kV側同塔四回路輸電線路的計算模型，必須對影響較大的線路進行選擇。對于220 kV側，直接影響同塔四回路的線路為洲邊變電站出線的雙回路，及西江變電站出線的雙回路，這四條線路形成7.4 km的同塔四回路。同時，考慮到光孝站至西江站其中一段裝設了備用兩回路，在投運后會對感應值產(chǎn)生一定影響，因此分為投運前和投運后兩種情況分別對感應值進行了計算。

同塔四回線路的計算中，所有導線全部采用雙分裂2×LGJ-630/45型鋼芯鋁絞線，子導線垂直排列，分裂間距600 mm。相間距7 m，垂直排列，無循環(huán)換位，回間距7 m。

其中，進入洲邊站的雙回路分別命名為洲邊甲線、洲邊乙線；進入西江站的雙回路分別命名為西江甲線、西江乙線。

地線為一根60芯OPGW光纜和一根LGJ-95/55地線。光孝站附近的土壤電阻率計算統(tǒng)一取為100 。

2 計算模型介紹

2.1 輸電線路模型

電源采用AC type 14，通過設置可以分別模擬三相交流電壓源和三相交流電流源。

該計算中，輸電線路模型采用ATPDraw內建的線路參數(shù)支持子程序LINE/CABLE CONSTANT（以下簡稱LCC）。利用該子程序內的型等值電路計算出架空線路的線路電阻、電容、電感各參數(shù)，利用該模型接入系統(tǒng)計算電場和磁場對線路造成的感應電壓及感應電流。光孝同塔四回路的系統(tǒng)接線簡圖可參見圖1。

對于光孝站220 kV側同塔四回路走廊，采用精確的LCC模型，即按照實際的桿塔、絕緣子型號及導線、地線的空間位置，以及平均檔距填入對應的數(shù)據(jù)。

光孝站同塔四回路出現(xiàn)在7.4 km處解口后，其中雙回路經(jīng)2.4 km后進入洲邊站，其余雙回路和備用雙回路形成四回路，裝設于同一桿塔，并經(jīng)17.7 km后（在某些路段因地形所限，同塔四回分為2個同塔雙回并列前進，長度約為3.3 km），由光孝站出線解裂的雙回路進入西江站，備用雙回路空置。對同塔雙回線路的等值模型，采用LCC模型，按照實際的桿塔、絕緣子型號及導線、地線的空間位置，以及平均檔距填入對應的數(shù)據(jù)，形成相應的輸電線路模型。

2.2 測量模型

為了獲得計算所得的感應電壓、感應電流的數(shù)據(jù)，分別采用了電壓數(shù)據(jù)采集器及電流數(shù)據(jù)采集器。將電壓數(shù)據(jù)采集器并聯(lián)在待采集數(shù)據(jù)的節(jié)點，將電流數(shù)據(jù)采集器串聯(lián)在待采集數(shù)據(jù)的回路，即可獲得所需數(shù)據(jù)。

3 計算結果及分析

3.1 光孝變電站220 kV側同塔四回路感應電壓及感應電流

對于同塔四回輸電線路，理論上有3種不同的停運方式：

（1）僅一回線路停運接地檢修。（2）兩回帶電正常運行，其他兩回停電檢修。（3）三回停運檢修，僅有一回在帶電運行，盡管這種情況很少，因為這樣的網(wǎng)架聯(lián)系不緊密。但是這種情況是有可能發(fā)生的。

以上3種不同的停運方式在實際電網(wǎng)中都是有發(fā)生的，只不過發(fā)生的概率大小有差別，為了保證網(wǎng)架聯(lián)系的緊密性，停運方式（2）和（3）應該比較少。而第（1）種停運方式會比較多。

按照電磁感應理論，應該是單回停運檢修，其他三回線路帶電正常運的情況下，感應電壓和電流應該比較大，對于停運的那一回，正常運行的線路越多，停運那一回對其他正常回路的電容越大，電場耦合越強，靜電感應電流和靜電感應電壓應該越大；而且?guī)щ姷倪\行線路越多，通電流的回路越多，電磁感應就越大，電磁感應電壓和電磁感應電流也會越大。三回線路的正常運行，對單回停運線路的電場和磁場耦合都最大，因此，得出的無論是靜電感應還是電磁感應的電壓或者電流都應該是最大的，故停運方式（1）是最惡劣工作環(huán)境。

為了模擬這類運行情況，該計算采用了在運行線路送端施加電壓源，在受端施加電流源。當只有電壓源起作用時，表現(xiàn)為靜電耦合；當主要只有電流源作用時，表現(xiàn)為電磁耦合。該計算中，當在三回路正常運行，單回路檢修時，220 kV側運行線路的載流量都取為800 A/回，接地網(wǎng)電阻取為0.1。

3.2 備用雙回線路不投運時的感應值計算

當備用雙回不投運時，主要計算光孝站四回出線中，某一回路檢修而其余三回路正常運行時的感應值。如當西江甲線檢修時，其余三回路會通過靜電耦合以及電磁耦合作用于其上。

以下分別計算了不同線路檢修時，由于其余三回路的作用而產(chǎn)生的感應電流和感應電壓值，數(shù)據(jù)見表1。

3.3 備用雙回線路投運時的感應值計算

當備用雙回線路投運時，由于它同樣會對其他停電檢修線路產(chǎn)生影響，因此有必要針對這種情況，對某一回路檢修時由于其他回路作用而產(chǎn)生的感應電流和感應電壓值進行計算。計算結果見表2。

4 結語

由以上計算結果可知，220 kV側可能出現(xiàn)的最大值分別出現(xiàn)在：

（1）備用雙回路不投運，西江乙線檢修，其他三回路正常運行時，導線運行在800 A/每回下，此時最大的靜電感應電流為1.465 A。

（2）備用雙回路投運，西江乙線檢修，其他三回路正常運行時，導線運行在800 A/每回下，此時最大的電磁感應電流為92.924 A，電磁感應電壓為1.781 kV，靜電感應電壓為32.590 kV。

當導線運行在800 A/每回下，其中三回路正常運行，單回路檢修時，最大電磁感應電流和感應電壓為92.924 A、1.781 kV，最大靜電感應電流和感應電壓分別為1.465 A、32.590 kV。

參考文獻

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