同塔雙回線路對應(yīng)相短接運(yùn)行對線路參數(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)潮流計算和繼電保護(hù)整定計算提供實(shí)際數(shù)據(jù),對保證線路正常運(yùn)行和繼電保護(hù)正確動作具有十分重要的意義【[1],2】。這些參數(shù)的計算往往比較復(fù)雜,難以準(zhǔn)確計算架設(shè)線路環(huán)境對線路參數(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,都可能會使線路參數(shù)發(fā)生或多或少的變化,因此,對線路參數(shù)需要進(jìn)行現(xiàn)場測量,而且還需要定期進(jìn)行測量。
同塔雙回線由于在一個桿塔上架設(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,會對線路的各個參數(shù)產(chǎn)生不同的影響,本文中將對線路工頻參數(shù),線路雷電參數(shù)等的影響分別進(jìn)行討論。
1 被測線路基本情況
溫州電力局高壓修試工區(qū)高試班對所轄的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,線路的路徑簡圖如下圖1所示:
圖1.線路路徑簡圖
如上圖1所示,A、B兩變電站之間架線全長為6.426km,導(dǎo)線型號為LGJXX-300/25,該段線路為雙回設(shè)計,雙回架設(shè),本期僅投運(yùn)一回,但是在運(yùn)行時在每個桿塔上均將兩回線路的對應(yīng)相進(jìn)行短接。從A站到B站共有37基桿塔,從19號塔T接至220kV C站,該線路為單回線路,全長為10.28km。
在進(jìn)行線路參數(shù)測量之前,已經(jīng)對A站到B站以及A站到C站的相序進(jìn)行了核實(shí),相序均正確無誤,且線路的直流電阻、絕緣電阻均符合要求。然后對110kV馬文上1187線進(jìn)行線路工頻參數(shù)的測量,測量時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110kV馬文上1187線進(jìn)行線路參數(shù)測量時,110kV馬上 1273線對此測量參數(shù)沒有影響。
2 被測線路正序參數(shù)的計算
參數(shù)實(shí)際測量時利用上海思源電氣生產(chǎn)的LP-1型線路參數(shù)測量裝置,多次測量得到數(shù)據(jù)的平均值為:
,計算得
。由于線路長度為6.426km,所以單位長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)際測量的經(jīng)驗(yàn),單位長度線路的正序阻抗也在0.40Ω/km左右。因此此次測量的參數(shù)與理論值以及以前所測得的經(jīng)驗(yàn)值均有很大的差異,大約僅有其一半。為了檢驗(yàn)測試值的正確與否,對該線路的工頻正序參數(shù)進(jìn)行了理論的計算。
由于電抗與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對數(shù)關(guān)系,導(dǎo)線在桿塔上的布置對線路的電抗沒有顯著的影響【3】,因此對37基桿塔之間各相導(dǎo)線之間的距離取平均值進(jìn)行計算。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)于桿塔中心對稱。四個橫檔兩兩之間的距離從上至下依次為2934.2mm、3584.2mm和3626.3mm。計算得到AB、BC、CA之間的距離分別為:3613.9mm、3652mm和7210.6mm。
3 被測線路零序參數(shù)的計算
4 對線路雷電參數(shù)的影響
ATP是用數(shù)值計算方法對電力系統(tǒng)中從數(shù)微秒至數(shù)秒之間的電磁暫態(tài)過程進(jìn)行仿真模擬,主要用于計算電力系統(tǒng)中的電磁暫態(tài)過程[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,是一個操作界面比較簡單的電磁暫態(tài)仿真程序【6】。打開
為了驗(yàn)證相應(yīng)相短接前后對線路雷電參數(shù)的影響,在ATP中,對整個輸電線路系統(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
由于整個模型圖太大,上圖僅為截取的其中的一部分,對于整條線路里面的每一段線路,均按照施工圖紙上每個桿塔的實(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,各相對應(yīng)相短接前和短接后,分別利用電流探針測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)過計算發(fā)現(xiàn),當(dāng)雷擊避雷線時,相應(yīng)相連接后通過線路的雷電流要大于對應(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,情況與此類似。因此,就對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同塔雙回線在每個桿塔上兩回相應(yīng)的相分別短接后,線路的正序阻抗會發(fā)生變化,實(shí)際測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同塔雙回線在每個桿塔上兩回相應(yīng)的相分別短接后,零序阻抗不會發(fā)生明顯的變化,因此在這種情況下,常規(guī)測量時的經(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,相應(yīng)相短接后通過線路的雷電流要大于對應(yīng)相連接前的雷電流。這樣就對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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