220kV同塔双回线路感应电流和感应电压的主要影响因素分析

I1 0
=
U1 U2
得 U2=X12I1
即当停运线路一端开路时袁停运线路两端的电压与两回线路间的
互电抗和电流相关遥
蓘 蓡 蓘 蓡 蓘 蓡 C1 C12 C21 C2
U1 U2
=
Q1 0
得
U2
-1
=-C2
C12
U1
即当停运线路两端开路时袁停运线路的电压与运行线路的电压和
自电容尧两回线路的互电容相关遥
蓘 蓡 蓘 蓡 蓘 蓡 X1 X12 X21 X2
渊1冤导线弧垂与电磁和静电耦合电流和电压的相关性分析 线路架设中袁 由于导线档距等原因导致导线的弧垂会有所不同袁 从而对线路高度产生影响袁 本文分别对导线弧垂为 8m袁10m 和 11.6m 的情况进行了分析遥 随导线弧垂的变化袁停运线路第一排导线的电磁感应电流尧电磁 感应电压尧静电感应电流和静电感应电压也有所变化袁但是变化不大遥 渊2冤地线悬挂高度与电磁和静电耦合电流和电压的相关性分析 地线悬挂高度对计算结果有一定的影响袁分别对地线与第一排导 线距离 h1 分别为 3m袁3.5m 和 4m 的情况进行了分析遥 地线悬挂高度的不同袁停运线路第一排导线的电磁感应电流尧电磁
230 15.40 42.82 71.09 1.23 0.83 3.06 0.43 3.14 2.68 1.18 9.22 7.34
240 14.50 40.32 67.04 1.16 0.78 2.88 0.44 3.30 2.81 1.20 9.69 7.68
作者简介院李立峰渊1981要冤袁男袁工程师袁主要从事电力系统规划与设计等研究工作遥 鲁珊珊渊1981要冤袁女袁讲师袁主要从事电力系统自动化技术等研究工作遥
行线路的运行方式尧导线在杆塔的布置方式和线路长度密切相关遥
2 电力系统运行方式与电磁和静电耦合电流和电压的相关 性分析
图 1 同塔双回线路在塔架上的布置示意图
对于图 1 中的同塔双回线路袁第 1 回线路(B尧A尧C)和第 2 回线路
蓘 蓡 蓘 蓡 渊b尧c尧a冤的容性和感性矩阵分别为
C1 C21
C12 C2
第一排水平 距离(m)
电磁感应 电流(A)
电磁感应 电压(kV)
静电感应 电流(A)
静电感应 电压(kV)
9.6
15.87
1.24
0.49
1.28
10
15.26
1.22
0.43
1.18
10.2
14.99
1.21
0.41
1.14
10.4
14.73
1.21
0.39
1.10
表 3 列出了 A 相计算结果随线路水平距离变化而改变的情况袁其 余两相变化规律同 C 相遥 随同塔双回线路水平距离的增大袁电磁感应 电流尧电磁感应电压尧静电感应电流和静电感应电压会有所减小遥 但是 受塔架型号的限制袁同塔双回线路水平距离虽有所不同袁但相对变化 不大袁相应的对计算结果影响不大遥 3.2 线路对地高度与电磁和静电耦合电流和电压的相关性分析
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从表 1 的计算结果可以看出袁随运行线路电压的升高袁停运线路 每相的电磁感应电压和电流会略微减小袁而静电感应电压和电流会有 所增加遥 线路电压从 220kV 增加至 240kV 时袁运行线路两端的电压对 停运线路的静电感应电压影响最大袁 静电感应电压由 8.82kV 增至 9.69kV袁静电感应电压受线路两端电压影响的比例系数为 0.43遥 2.2 线路输送潮流与电磁和静电耦合电流和电压的相关性
200 10.27 28.28 47.47 0.83 0.54 2.05 0.40 3.22 2.76 1.03 9.46 7.57
300 15.26 42.34 70.38 1.22 0.82 3.03 0.43 3.21 2.76 1.18 9.43 7.55
400 20.62 57.36 94.91 1.64 1.12 4.08 0.47 3.18 2.75 1.32 9.33 7.54
有功 电磁感应电流(A) 电磁感应电压(kV) 静电感应电流(A) 静电感应电压(kV) 功率 (MW) A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相
100 5.50 14.65 25.34 0.45 0.27 1.10 0.36 3.22 2.77 0.90 9.47 7.61
本文针对同塔双回线路感应电流和电压的影响因素袁如电力系统 运行方式尧线路在塔架上的布置方式尧线路长度等[3]进行了理论分析袁 然后利用 EMTP 进行了电磁暂态仿真计算分析[4]袁旨在分析 220kV典型 同塔双回线路在不同情况下袁各种因素对感应电流和电压的影响遥
1 同塔双回线路感应电流和感应电压的影响因素
感应电压尧静电感应电流和静电感应电压也不同袁但是结果变化不大遥 表 4 导线弧垂与电磁和静电耦合电流和电压相关性
导线弧垂 电磁感应电流 电磁感应电压 静电感应电流 静电感应电压
(m)
(A)
(kV)
(A)
(kV)
8
40.46
0.73
3.058.70ຫໍສະໝຸດ 1042.340.82
3.21
9.43
11.6
43.71
. All 同R塔i双gh回t线s路当R其e中s一e回rv线e路d停.运时袁运行线路将在停运线路上
产生感应电流和感应电压遥 当停运线路一端开路袁另一端接地开关操 作时袁接地开关能开断和关合容性电流曰当停运线路一端闭合袁另一端 接地开关操作时袁接地开关能开断和关合感性电流遥
线路 1 的三相为 B尧A尧C袁线路 2 的三相为 b尧c尧a袁地线为 w尧v遥 d1 为两根地线 w 和 v 间水平距离袁d2 为两根地线 B 相和 b 相水平距离袁 d3 为两根地线 A 相和 c 相水平距离袁d4 为两根地线 C 相和 a 相水平 距离袁h1 为地线悬挂高度与第一排导线悬挂高度的对地高度差袁h2 为 第一排导线悬挂高度与第二排导线悬挂高度的对地高度差袁h3 为第 二排导线悬挂高度与第三排导线悬挂高度的对地高度差袁h4 为第三 排导线悬挂高度的对地高度遥 线路在塔架上的布置方式决定了导线间 的几何平均距离和导线与地线的几何平均距离袁进而决定了导线的自 阻抗与自电容和导线间的互阻抗与互电容遥
表 1 带电线路电压的高低与电磁和静电耦合电流和电压相关性
电压 电磁感应电流(A) 电磁感应电压(kV) 静电感应电流(A) 静电感应电压(kV) 渊kV冤 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相 A 相 B 相 C 相
220 16.01 44.55 73.86 1.28 0.86 3.18 0.42 3.00 2.56 1.17 8.82 7.02
475
24.92
69.37
114.5 6
1.99
1.36
4.92
0.49
3.18
2.78
1.43
9.30
7.65
从表 2 的计算结果可以看出袁 随运行线路上输送功率的增大袁停 运线路电磁感应电压和电流会显著增大袁而停运线路静电感应电压和 电流影响不大遥 运行线路输送的有功功率从 100MW 增加至 475MW 时袁停运线路电磁感应电流影响最大袁最大一相渊C 相冤的电磁感应电 流由 25.34A 增至 114.56A袁两者成正比例关系袁比例系数为 22.59遥 对 停运线路电磁感应电压也有较大的影响袁最大一相渊C 相冤电磁感应电 压由 1.10kV 增至 4.92kV袁比例系数为 0.97遥
3 塔架上线路的布置方式与电磁和静电耦合电流和电压的 相关性分析
. Al3.l1 同Ri塔g双h回t线s路水R平es距e离r与v电e磁d和.静电耦合电流和电压的相关性 分析 同塔双回 220kV 线路运行线路一端电压为 235kV袁输送的潮流为 300MW遥 同塔双回 220kV 线路的布置方式同 2.2.1 中所述袁分别对导 线布置渊d1袁d2袁d3冤不同水平距离下进行了分析院 渊1冤第一排为 9.6m袁第二排为 11.6m袁第三排为 9.6m曰 渊2冤第一排为 10m袁第二排为 12m袁第三排为 10m曰 渊3冤第一排为 10.2m袁第二排为 12.2m袁第三排为 10.2m曰 渊4冤第一排为 10.4m袁第二排为 12.4m袁第三排为 10.4m遥 表 3 同塔双回线路水平距离与电磁和静电耦合电流和电压相关性
袁
X1 X 21
X 12 X2
遥 其中 C1尧C2
2.1 运行线路电压的高低与电磁和静电耦合电流和电压的相关性 同塔双回 220kV 线路的长度取 100km袁带电线路输送的有功功率
为 300MW遥 每回线路的导线采用双分裂袁导线型号 JB/G1A-2伊400袁分 裂间距为 400mm遥塔架上导体的悬挂高度院B 相为 34m袁A 相为 27.3m袁 C 相为 21m袁 导线弧垂为 10m遥 导线水平距离院B 相为 10m袁A 相为 12m袁C 相为 10m遥 两根地线悬挂高度均为 40m袁地线水平距离为 12m袁 地线弧垂为 9m遥 考虑电网的实际运行情况袁分别对运行线路一侧电压 为 240kV尧230kV 和 220kV 进行了仿真计算遥
为线路 1 和线路 2 的自电容袁C12尧C21 为线路 1 和线路 2 间的互电容袁 X1尧X2 为线路 1 和线路 2 的自电抗袁X12尧X21 为线路 1 和线路 2 间的互 电抗遥
假如运行线路的电压为 U1袁电流为 I1袁则停运线路电压 U2 和电流 I2 可以通过下述公式求出院
蓘 蓡 蓘 蓡 蓘 蓡 X1 X12 X21 X2
揖关键词铱同塔双回曰220kV曰感应电流曰感应电压曰电磁暂态仿真
0 引言
为满足电力负荷持续增长的需求袁提高线路走廊单位面积的输送 能力袁输电线路采用同塔多回路架设是有效的解决方法之一遥 同塔并 架线路由于线路之间电气距离减小袁 当其中一回线路停电检修时袁由 于其他各带电导线的电感和电容耦合的结果袁致使检修线路上会通过 电流[1-2]袁该电流会对塔架上的检修人员产生刺激袁严重者可能危机维 修人员的生命安全遥
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220kV 同塔双回线路感应电流和感应电压的 主要影响因素分析
李立峰 1 鲁珊珊 2
渊1.内蒙古电力勘测设计院有限责任公司袁内蒙古 呼和浩特 010020曰 2.内蒙古机电职业技术学院袁内蒙古 呼和浩特 010070冤
揖摘 要铱220kV 同塔双回线路当一回线路停运时袁另一回运行线路中由于电磁和静电耦合作用会产生感应电流和电压遥 本文通过理论分 析研究确定影响同塔双回线路的感应电流和电压的主要因素为电力系统运行方式尧线路在塔架上的布置方式和线路长度袁并利用 EMTP 电磁 暂态仿真进行了详细计算分析遥 结果表明院同塔双回 220kV 线路运行线路两侧的电压对停运线路静电感应电压影响最大且为正比例关系渊比 例系数为 0.43冤曰运行线路输送的功率与停运线路的电磁感应电流和电压皆为成正比例关系渊比例系数分别为 22.59 和为 0.97冤遥 线路在塔架上 的布置方式对停运线路感应电流和感应电压都有影响但对计算结果影响不大遥 线路长度与电磁感应电压和静电感应电流皆为正比例关系渊比 例系数分别为 0.68 和为 0.77冤遥
0.89
3.33
9.98
表 5 地线悬挂高度与电磁和静电耦合电流和电压相关性
地线与第一排 电磁感应电 电磁感应电 静电感应电流 静电感应电压
导线距离(m)
流(A)
压(kV)
(A)
(kV)
3
42.34
0.82
3.21
同塔双回 220kV 线路的参数同 2.1 中所述袁运行线路一端电压为 235kV遥 考虑到电网的运行情况及线路的输送能力袁分别对线路输送 的有功功率为 100MW尧200MW尧300MW尧400MW 和 475MW渊线路输送 功率的极限值冤的情况进行了分析遥
表 2 带电线路输送的功率与电磁和静电耦合电流和电压相关性
I1 = U1 I2 U2
此时
U2=0
得
-1
I2=-L2
L12
I1
即当停运线路两端接地时袁停运线路的电流与运行线路的电流和
自电抗尧两回线路的互电抗相关遥
而运行线路的电流和电压与线路在电力系统中的运行方式有关曰
同塔双回线路导线尧地线在杆塔上的布置方式和线路的长度决定线路
的电抗和电容袁所以同塔双回线路停运线路上的感应电流和电压与运