同塔雙回線路對(duì)應(yīng)相短接運(yùn)行對(duì)線路參數(shù)的影響

引言

輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其各相相序的準(zhǔn)確性關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其工頻參數(shù)如正序參數(shù)、零序參數(shù)和互感參數(shù)可為電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和繼電保護(hù)整定計(jì)算提供實(shí)際數(shù)據(jù)，對(duì)保證線路正常運(yùn)行和繼電保護(hù)正確動(dòng)作具有十分重要的意義【[1]，2】。這些參數(shù)的計(jì)算往往比較復(fù)雜，難以準(zhǔn)確計(jì)算架設(shè)線路環(huán)境對(duì)線路參數(shù)的影響，所以直接以導(dǎo)線的出廠參數(shù)作為線路參數(shù)是不合適的。而且由于長(zhǎng)期投運(yùn)后導(dǎo)線的老化、土壤電阻率變化或者氣候、環(huán)境及地理等因素的影響，都可能會(huì)使線路參數(shù)發(fā)生或多或少的變化，因此，對(duì)線路參數(shù)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，而且還需要定期進(jìn)行測(cè)量。

同塔雙回線由于在一個(gè)桿塔上架設(shè)了兩回線路，大大節(jié)約了成本和線路走廊，在輸電線路的架設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是其運(yùn)行方式的不同，會(huì)對(duì)線路的各個(gè)參數(shù)產(chǎn)生不同的影響，本文中將對(duì)線路工頻參數(shù)，線路雷電參數(shù)等的影響分別進(jìn)行討論。

1 被測(cè)線路基本情況

溫州電力局高壓修試工區(qū)高試班對(duì)所轄的220kV A站 -110kV B站之間的110kV聯(lián)絡(luò)線的線路參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量，本線路自線路從220kV A站 110kV構(gòu)架起至110kV B站進(jìn)線構(gòu)架止，為新架設(shè)的一段線路，線路的路徑簡(jiǎn)圖如下圖1所示：

圖1.線路路徑簡(jiǎn)圖

如上圖1所示，A、B兩變電站之間架線全長(zhǎng)為6.426km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJXX-300/25，該段線路為雙回設(shè)計(jì)，雙回架設(shè)，本期僅投運(yùn)一回，但是在運(yùn)行時(shí)在每個(gè)桿塔上均將兩回線路的對(duì)應(yīng)相進(jìn)行短接。從A站到B站共有37基桿塔，從19號(hào)塔T接至220kV C站，該線路為單回線路，全長(zhǎng)為10.28km。

在進(jìn)行線路參數(shù)測(cè)量之前，已經(jīng)對(duì)A站到B站以及A站到C站的相序進(jìn)行了核實(shí)，相序均正確無(wú)誤，且線路的直流電阻、絕緣電阻均符合要求。然后對(duì)110kV馬文上1187線進(jìn)行線路工頻參數(shù)的測(cè)量，測(cè)量時(shí)110kV馬上1273線C站側(cè)線路開關(guān)斷開且斷開了與此相連接的線路側(cè)接地刀閘。因此在對(duì)110kV馬文上1187線進(jìn)行線路參數(shù)測(cè)量時(shí)，110kV馬上 1273線對(duì)此測(cè)量參數(shù)沒(méi)有影響。

2 被測(cè)線路正序參數(shù)的計(jì)算

參數(shù)實(shí)際測(cè)量時(shí)利用上海思源電氣生產(chǎn)的LP-1型線路參數(shù)測(cè)量裝置，多次測(cè)量得到數(shù)據(jù)的平均值為：

，計(jì)算得

。由于線路長(zhǎng)度為6.426km，所以單位長(zhǎng)度線路的正序阻抗為：|Z0|=|Z|/6.426=0. 2101Ω/km。而輸電線路的電抗一般都在0.40Ω/km左右【3】，且根據(jù)之前線路參數(shù)實(shí)際測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)，單位長(zhǎng)度線路的正序阻抗也在0.40Ω/km左右。因此此次測(cè)量的參數(shù)與理論值以及以前所測(cè)得的經(jīng)驗(yàn)值均有很大的差異，大約僅有其一半。為了檢驗(yàn)測(cè)試值的正確與否，對(duì)該線路的工頻正序參數(shù)進(jìn)行了理論的計(jì)算。

由于電抗與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對(duì)數(shù)關(guān)系，導(dǎo)線在桿塔上的布置對(duì)線路的電抗沒(méi)有顯著的影響【3】，因此對(duì)37基桿塔之間各相導(dǎo)線之間的距離取平均值進(jìn)行計(jì)算。導(dǎo)線在桿塔上分布的截面圖如下圖2所示：

圖2 導(dǎo)線在桿塔上的分布圖

其中A、B、C和A1、B1、C1分別為兩回線的三相，D和D1為架空地線。A、B、C、D四根線距離桿塔中心的距離分別為：2972.4mm、3435mm、3002.6mm和1735.5mm。A1、B1、C1、D1四根線與A、B、C、D關(guān)于桿塔中心對(duì)稱。四個(gè)橫檔兩兩之間的距離從上至下依次為2934.2mm、3584.2mm和3626.3mm。計(jì)算得到AB、BC、CA之間的距離分別為：3613.9mm、3652mm和7210.6mm。

3 被測(cè)線路零序參數(shù)的計(jì)算

4 對(duì)線路雷電參數(shù)的影響

ATP是用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)電力系統(tǒng)中從數(shù)微秒至數(shù)秒之間的電磁暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行仿真模擬,主要用于計(jì)算電力系統(tǒng)中的電磁暫態(tài)過(guò)程[5]ATPDraw程序后用戶便可根據(jù)自己的需要按步驟創(chuàng)建完整的仿真模型電路，是一個(gè)操作界面比較簡(jiǎn)單的電磁暫態(tài)仿真程序【6】。打開

為了驗(yàn)證相應(yīng)相短接前后對(duì)線路雷電參數(shù)的影響，在ATP中，對(duì)整個(gè)輸電線路系統(tǒng)進(jìn)行了以下的仿真，ATPDraw中建立的模型圖如下圖3所示：

圖3 ATP仿真中輸電線路模型圖

由于整個(gè)模型圖太大，上圖僅為截取的其中的一部分，對(duì)于整條線路里面的每一段線路，均按照施工圖紙上每個(gè)桿塔的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

在上圖中，模擬雷電擊中避雷線時(shí)，各相對(duì)應(yīng)相短接前和短接后，分別利用電流探針測(cè)量在各相架空線路中所感應(yīng)產(chǎn)生的雷電流的大小，經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雷擊避雷線時(shí)，相應(yīng)相連接后通過(guò)線路的雷電流要大于對(duì)應(yīng)相連接前的雷電流。而當(dāng)發(fā)生繞擊，即雷電直接擊中架空線路時(shí)，情況與此類似。因此，就對(duì)線路的防雷水平以及線路防雷設(shè)施提出了更高的要求。

5結(jié)論

5.1同塔雙回線在每個(gè)桿塔上兩回相應(yīng)的相分別短接后，線路的正序阻抗會(huì)發(fā)生變化，實(shí)際測(cè)得的線路的正序阻抗與常規(guī)不短接的情況有較大差異，大約為短接前情況的一半。

5.2同塔雙回線在每個(gè)桿塔上兩回相應(yīng)的相分別短接后，零序阻抗不會(huì)發(fā)生明顯的變化，因此在這種情況下，常規(guī)測(cè)量時(shí)的經(jīng)驗(yàn)零序阻抗為正序阻抗的三倍不再成立。

5.3當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，相應(yīng)相短接后通過(guò)線路的雷電流要大于對(duì)應(yīng)相連接前的雷電流。這樣就對(duì)線路的防雷水平以及線路的防雷設(shè)施提出了更高的要求。

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