220kV同塔双回输电线路感应电压、电流的研究

Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２０１４正　山东工业技术　第０３期　２２０ｋＶ同塔双回输电线路感应电压、电流的研究　何亚森　（韶关市擎能设计有限公司，广东韶关５１２０００）　【摘要】为了缓解输电线路走廊资源紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾，韶关地区逐步开始建设同塔双回输电线路。针对同塔双回线　路对接地开关的设计选型有较大的影响问题．应用电磁暂态程序（ＥＭＴＰ）４￣算韶关地区某条２２０ｋＶ同塔双回路线路的感应电压和感应电流并　对其影响因素进行分析，为同塔双回线路的设备设计选型提供参考。　【关键词】同塔双回线路；感应电压；感应电流；ＥＭＴＰ　随着电力工业的发展．２２０ｋＶ及以上电压等级输变电系统在广东　因数０．９５，线路长度３０ｋｉｎ，土壤电阻率５００ｆｔ・ｍ。线路均不换位，未加　地区的发展越来越迅速　随着大型电站的建设．高压输电线路出线日　装高抗，计算结果均为稳态值。　趋密集．由于人口稠密区、森林保护区等对线行的限制．可以使用的线　本次计算的２２０ｋＶ同塔双回交流线路架设方式下的计算模型如　行越来越少。为解决输电线路走廊越来越紧张的问题．新建的２２０ｋＶ　图１、图２所示。　及以上电压等级输电线路将尽量采用同塔双回输电线路　同塔双回路即是将两回线路同塔架设．可以有效减小线路走廊及　建设费用，满足大容量输电要求。目前，广东省甚至全国范围内同塔双　回线路已经越来越多．在目前走廊资源紧张的背景下．同塔双回线路　已经成为了我国高压线路发展的一种趋势　但是．同塔双回交流线路节省了线路走廊的同时也带来了一个问　题：双回线路同塔架设使导线问的距离很近，导线与导线之间、导线与　大地之间均存在较强的电磁耦合和静电耦合　对于同塔双回交流线　路．当一回线路停运时．由于停运线路和运行线路之间存在电磁耦合　和静电耦合。在停运线路上会产生感应电压和感应电流．对于较高电　压等级的同塔双回交流线路．感应电压甚至会高达几十千伏。为保证　停运线路上工作人员的安全作业．避免事故发生．研究停运线路上的　感应电压具有重要的意义［１］　在同塔双回交流线路中接地开关是必不可少的设备．因为当双回　输电线路中一回带电运行．另一回停运接地检修时．停运线路将会产　生较大的感应电流和感应电压．当停运线路检修完毕重新投入运行　时．其接地开关必须切断这些感应电流口　因此．计算２２０ｋＶ及以上电压等级同塔双回输电线路的感应电　压和感应电流．并据此提出接地开关的选型条件．对整个２２０ｋＶ及以　上电压等级同塔双回输电线路的设计及安全、可靠运行具有重要和现　实的意义。　１原理分析　感应电压分为静电感应电压和电磁感应电压　根据静电感应现象　可知当把导体放于外电场中时．该导体会因电容耦合效应而带上一定　的电荷．可知由于停运导线与运行导线之间存在的电容耦合效应．依　靠运行导线电压产生的电场．停运导线上即可感应出一定的对地电　位。　根据电磁感应现象可知．对于同塔并架双回线路一回正常运行而　另一回停运．当运行导线中流过交流电流时．在其周围将产生一个交　变的电磁场．停运线路与其交链．因此会在停运线路上感应出一个沿　导线方向分布的纵电势．且根据停运导线对地绝缘程度的不同而对应　于不同的对地电位。这种由于停运导线与运行导线之问的磁耦合而产　生的感应电压大小决定于电流产生磁场的强弱、运行导线和停运导线　图２计算塔型、导线平均高度及相序布置示意图　之间的耦合系数．以及导线的对地绝缘程度。所以当带电导线流过故　３理论公式法　障电流时．停运导线上的磁感应电压较为突出＿１Ｊ。　根据停运线路和接地开关的状态，停运线路共有４种感应参数：　对静电感应有［３１　静电感应电压　、静电感应电流／ｓ、电磁感应电压　和电磁感应电　Ｉ＝ＣＵ　（１）　流／ｅ　ｒｇｏ　对电磁感应有　对于同塔双回交流输电线路．当一回线路停运检修、另一回线路　Ｕ＝Ｚ／　（２）　运行时．由于退出运行的线路与运行线路各相导线距离并不相等．因　式（１）、（２）中：Ｉ为各相导线上的电流矩阵；ｃ为各相导线间的电　此二者的互感存在差异．在停运导线上将产生一个纵向电动势．当停　容矩阵：ｕ为各相导线上的电压矩阵；ｚ为各相导线间的阻抗矩阵。　运导线接地时．纵向电动势将产生电磁感应电流。与此类似．由于静电　对停运线路．当线路两端接地开关不接地时，停运导线上的电流　效应．运行线路将在停运导线上激励出静电感应电压．当停运导线接　ＩＡ＝Ｉｓ＝Ｉｃ＝Ｏ．由此可计算出运行线路在停运线路上的静电感应电压和电　地时，将产生静电感应电流。感应电压和感应电流的计算可分为理论　磁感应电压：当停运线路两端接地开关接地时，停运导线上的电压　公式法和计算机模型仿真法　ＵＡ＝Ｕ＃Ｕｃ＝Ｏ．由以可计算出运行线路在停运线路上的静电感应电流和　电磁感应电流　２计算模型　４计算机模型仿真法　变电站接地网的电阻取０．５１１．运行线路输送容量４００ＭＶＡ，功率　山东工　孳术ｌ　７３　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第０３期　山东工业技术　２０１４钜　通过ＡＴＰ—ＥＭＴＰ软件建模　．各参数取值取相同值。　流．主要有以下影响因素［司：　静电感应电流　：取决于带电线路的电压高低，与带电线路的耦　模拟２２０ｋＶ甲线运行．乙线两端在两端不接地情况下．线路感应　合因数（耦合因数由杆塔上的线路布置情况来确定）以及接地线路的　电压以静电感应电压ｕｓ为主。　模拟２２０ｋＶ甲线运行．乙线在一端接地、一端不接地情况下，接地　端接地电流以静电感应电流Ｉｓ为主．不接地端电压以电磁感应电压　Ｕｅ为主。　模拟２２０ｋＶ甲线运行，乙线在一端接地、一端不接地情况下，接地　端接地电流以静电感应电流Ｉｓ为主．不接地端电压以电磁感应电压　Ｕｅ为主。　模拟２２０ｋＶ甲线运行．乙线在两端接地情况下，线路感应电流以　电磁感应电流Ｉｅ为主　接地端和开路端的长度：　静电感应电压　：取决于取决于带电线路的电压高低和带电线路　的耦合因数．耦合因数由杆塔上的线路布置情况来确定；　电磁感应电流　：取决于带电线路中的电流大小和与带电线路的　５计算结果比较　项目　静电感应电压／ｋＶ　静电感应电流，Ａ　净运线路相序　理论计算值　仿真计算值　理论计算值　仿真计算值　Ａ相　１３．２２　１３．９８　１．１５５　１．３８５　Ｂ相　Ｃ相　３　ｌ２　６．７７　３．２５　７．１６　０．２２８　０．８４３　Ｏ．２８ｌ　０．８９７　耦合因数．耦合因数由杆塔上的线路布置情况来确定：　电磁感应电压　：取决于取决于带电线路中的电流大小，与带电　线路的耦合因数（耦合因数由杆塔上的线路布置情况来确定）以及与　带电线路邻近的那部分接地线路的长度。　６．２理论计算与计算机仿真的相互验证　本文对于同塔双回交流线路感应电压及感应电流的研究．首先通　过理论推导计算．再用ＡＴＰ—ＥＭＴＰ软件仿真．两种研究方法的结果相　互验证．得出的理论计算值与软件仿真计算值基本吻合．对相关的工　作研究有一定的参考价值。　得出的理论计算以及软件仿真结果表明这两种方法对于同塔双　回交流线路感应电压及感应电流的计算是可行的．但是计算模型与工　程实际存在部分误差，如：线路塔形变化、导线对地高度等参数在计算　模型中均为平均参数。建议在工程选型应用中保留适当的裕度。　项目　电磁感应电压『ｖ　电磁感应电流『Ａ　２００５，３３（１）：３７—４Ｏ．　【参考文献】　［１］赵华，阮江军，黄道春，等同塔并架双回输电线路感应电压的计算［Ｊ］．继电器，　『２］欧小波，韩彦华，吕亮，等．７５０ｋＶ同塔双回输电线路中感应电压、感应电流的　研究以及接地开关的选取　陕西电力，２０１１，３９（１）：２２＿２７．　［３］麻敏华，汪晶毅．５００ｋＶ／２２０ｋＶ混压同塔四回路感应电压、感应电流的研究［Ｊ】．　广东电力，２０１２．３（１４）：３０—３５．　［４］ＤＯＭＭＥＬ　Ｗ　Ｈ．李永庄，译．电力系统电磁暂态计算理论［Ｍ】．北京：水利电力出　版社　１９９１．　［５］马仁明，黄安利．ＡＴＰ－－ＥＭＴＰ程序使用说明【Ｍ】．武汉：武汉高压研究所，１９９１．　［６］ＤＬ／Ｔ　４８６—２０１０高压交流隔离开关和接地开关【Ｍ］．北京：中国电力出版社，　２０１１．　停运线路相序　理论计算值　仿真计算值　理论计算值　仿真计算值　Ａ相　Ｂ相　Ｃ相　９２１．７３　３３７．９４　６９９．６５　９３９．７４　３４０．３８　６９３．５８　７８．２６　２５．ｏｏ　８８．４３　．　７８　２３　１８．６６　８３＿２７　由上表计算结果显示，理论计算值与软件仿真计算值基本吻合。　６结论　６．１影响因素　根据计算结果，对于同塔双回交流线路上的感应电压及感应电　［责任编辑：杨玉洁］　（上接第８２页）后，最终查明，造成此次轴封漏汽的原因是由于＃２机　Ａ低压缸后轴封回汽管道疏水罐下部疏水管堵塞．导致轴封回汽管内　的积水无法排出，使Ａ低压缸后轴封回汽管最低处至轴封回汽母管之　间３米高的疏水罐两侧西１５９管道内存满水．形成了～个很大的水　柱，导致Ａ低压缸后轴封回汽不能回至轴封回汽母管．蒸汽外漏　蒸汽外漏后，由于外漏蒸汽温度在２００℃．对Ａ低压外缸后部及　＃６轴承座加热，使Ａ低压外缸后部受热变形，＃６轴承座受热抬高．＃２　机轴系标高发生变化，　机汽缸内动静部件碰磨．使轴承振动过大跳　机。在对堵塞的疏水管道进行了疏通处理后．撑２机组再次启动正常．　漏汽现象及轴承振动超标现象均消除，说明＃２机Ａ低压缸后轴封回　汽疏水管道堵塞是导致这次事故发生的根本原因．而轴封处向外漏汽　以及轴承振动超标跳机是疏水管道堵塞后表现出来的现象　删酬饺譬　—　７处理效果　４月１１日１８时，问题处理后，＃２机组启动并网，Ａ低压缸后轴封　处蒸汽外漏现象消失．各轴瓦振动正常。　８改造方案　根据＃２机Ａ低压缸后轴封回汽疏水管道堵塞的隋况，进行以下改进：　（１）对＃１、２机所有低压缸共８套、高中压缸共２套轴封回汽疏水　管进行改造．改变疏水罐底部竖直段疏水管的规格．从中３４改为　ｄＰ５７．并加装一个ＤＮ４０的检查排污门．门后安装　５７的管道排至地　坑，方便检查疏水管道是否存在堵塞情况，同时有杂物及时排除；将原　自动疏水装置疏水管接至ｑｂ５７的竖直管上　对样１、２机所有汽水系统管道底部有可能存在积水沉积的地方利　用停机机会进行排查．检查疏水装置是否有异常导致疏水管道堵塞情　况，并进行相应处理　９结语　总之．轴封漏汽除了使损失增大外．严重时还会使汽轮机功率下　降，对汽轮机的安全运行也有很大的威胁，因此，务必时刻对汽轮机进　行必要的检查，及时掌握设备情况，采取正确的维修方式进行改进，保　证设备的安全进行。ｅ　【参考文献】　［１］仵华南，李新建，王文宽．超超Ｉ临界汽轮机轴封控制系统典型设计应用［Ｊ］．电　站系统工程．２０１１（０３）．　［２］张德娟．浅析轴封系统对机组的影响阴．科技创新导报，２０１２（ｏ９）．　图３改造后疏水示意图　［责任编辑：刘帅］　７４　１山东工业技术　　ＩＳｈａｎｄｏｎ￣Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｖ