变电站母线接地开关配置的探讨

ｌ＝１３ｘ １２＋１
ｕ』ｏ
２丽
＝３２４．２３（Ｖ１
２Ｘ ３２４．２３
１４５
ｘ２＝１５８（ｍ） 间距为：
，
假设母线Ｉ运行，母线ＩＩ停电检修。根据系统 计算，母线Ｉ的正常负荷电流为１８９０Ａ，单相短路 电流２０．７５ｋＡ，短路电流持续时间为０．２ｓ。具体计 算过程如下：
再分别利用公式（８）和（９），计算两接地开关的
（９）
‘／－一而丽
＝１４８．１５（ｍ） ２）按瞬间电磁感应电压计算 通过公式（７），计算得到允许的母线瞬时电磁 感应电压为：
，，
４．实例计算
某变电站的２２０ｋＶ＿ｉＥ电装置采用双母线接 线，为户外支撑硬母线布置型式。其中，母线相 间距ｄ：３．０ｍ，两组母线间的距离Ｄ＝４．５ｍ，共１２个 间隔，总长度为：
ｏｎ
ｐｒｏｐｅｒｌｙ ｅｑｕｉｐｐｅｄ．Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｒ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｉｓｔａｎｃｅｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ
ａ
ｔｈｅ ｏｕｔａｇｅ ｂｕｓ
ｂａｒ（ｓ）ｄｅｐｅｎｄｓ ｕｐｏｎ ｔｈｅ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｉｎ ｎｅａｒｂｙ ｐａｒａｌｌｅｌ ｌｉｖｅ ｂｕｓ
其中，母线Ｉ运行，母线ＩＩ停电检修。三相母线 分别为Ａ．、Ｂ。、Ｃ．和Ａ：、Ｂ：，Ｃ：。由于两母线之 间的电磁耦合，母线ＩＩ上将出现电磁感应电压。 由图１７以看出，Ｃ。相与Ａ：相的距离最近，当
万方数据
●规划与设计
６７
制在不超过１２Ｖ。由此可得出两接地开关之间的 距离‘。为：
４．１电磁感应电压的计算 由前面的分析可知，Ａ：相上的感应电压最
ｌ；１＝一
，，
３２４．２３
５．结论
对于户外布置的双母线接线变电站，需通过 对母线电磁感应电压的计算来设置母线接地开关 或接地器。它与母线电流大小、平行母线的长度 以及母线的间距均有密切的关系。通过前面的计 算可知，母线短路电流的数值对接地开关的配置 影响较大。由于系统规划往往只是对５～１０年的短 路电流进行测算，因此在核对接地开关配置时， 还需考虑一定的发展裕度。
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ
ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
关键词：变电站母线电磁感应电压接地开关
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｕｂｓａｉｏｎ Ｂｕｓ ｂａｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ Ｂｕｓ ｂａｒ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈ
‘，１一一
弘４．２３７
＝１５３．０５（ｍ）
万方数据
６８
电网规划方法探讨
电网规划方法探讨
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｐｌａｎｎｉｎｇ
广东电网公司珠海供电局李杰超
Ｚｈｕｈａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉ Ｊｉｅｃｈａｏ
６６
变电站母线接地开关配置的探讨
变电站母线接地开关配置的探讨
Ａｐｐｒｏａｃｈ
ｏｎ
ｔｈｅ Ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｉｎ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ
中山电力设计院有限公司
徐春侠
Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｘｕ Ｃｈｕｎｘｉａ
，０．１ ６５
‰－０．６２８×１０＿４×（ｉｎ等．１）
＝１．７２１Ｘ１０１（Ｑ／ｍ）
‰。－ｏ．６２８×１０．４×（１ｎ等－１）
＝１．５ｌＸｌ０－４（ｆ２／ｍ） 则负荷电流下Ａ：相的感应电压利用公式（１）计 算，为：
“２了万
％２：１８９０ｘ（２－０４２一丢×１．７２１一ｉ１×１．５１）×１０一
＝０．０８ ｌ（Ｖ／ｍ）
母线Ｉ 母线ＩＩ
式中，Ｕ。：一Ａ：相母线的电磁感应电压（Ｖ／ｍ）， Ｉ＿母线Ｉｔ的三相负荷电流或短路电流（Ａ）； ｘ脚。一母线ｌｌｑｈＡ：相对母线Ｉ中Ｃ．相单位长度的平
均互感抗（ｆ２／ｍ）；抖行母线的长度（ｍ）；Ｄ．一两
组母线间距（ｍ）。 在直接接地系统中，当母线Ｉ中Ｃ．相发生单相 重，在忽略正常负荷的感应电压时，其值为：
：掣丝
＝———’＝一
、，ｔ
（６）
ＩｎＩ
当母线Ｉ的Ｃ．相单相接地短路时，Ａ：相的瞬时 感应电压利用公式（３）计算，为：
取人体电阻Ｋ平均值为１２５０ｆ！，则母线瞬时 ２ｘｉ０。
＝４．２３７（Ｖ／ｍ） ４．２母线接地开关或接地器的确定 （一，／）
摘
要：对于屋外配电装置，为保证电气设备和母线的检修安全，应恰当地配置母线接地开关。停电母线上电磁感应
电压，取决于平行带电母线的电流和它们的相对间距。通过实例分析，介绍了确定母线接地开关的安装数量和间距的计算 方法。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ
ｅｎｓｕｒｅ
ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｏｕｔ－ｄｏｏｒ ｐｏｗｅｒ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｂｕｓ ｂａｒ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ
Ｉ●
‰：半尺。
、／ｆ
：半
＝——７
、，ｔ
１）按长期电磁感应电压计算 分别利用式（４）和（５），则两接地开关间距为：
，４
。．１１
两接地开关间的距离如为：
ｌ：：笋（ｍ）
“Ａ２（ｄ１）
２而西
＝２９６．３（ｍ）
１２
（８）
接地开关至母线端部的距离为：
，，
接地开关距离母线端部的距，名为：
％＝≯（ｍ）
。』２（ｄＩ）
Ｃ．相的电流最大时，在Ａ：母线上产生的电磁感应 电压最高，其值为：
【，。：＝，（ｘ。：ｃ，一丢ｘ。：。厂ｊ１
其中， Ｘ』２ｃ１（ｘ＿２＿Ｉ，Ｘ』２口１）
ｘ。：。。）
（１）
：０．６２８×１０—４（１ｎ—Ｚｌ一１）
ＤＩ
（２）
２．母线电磁感应电压的计算
作用于停电检修母线上的电磁感应电压可分 为两类： １）长期的电磁感应电压，是由运行中的母线 通过正常负荷电流产生的。作用是长时间连续 的。 ２）瞬时电磁感应电压，是当运行中工作母线 （包括由它供电的送电线路）发生三相或单相接地 短路故障造成的，作用是瞬时的。 假设两组平行母线如图Ｉ所示：
标函数不易协调等问题。近来许多新型优化模
型，如遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法等， 被应用到电网规划领域并取得了一定的进展。下 面将分别进行探讨。
２．启发式方法
启发式方法是一种以直观分析为依据的算 由此可见，变电站的接地开关布置可满足电 磁感应电压的要求。
（上接第６７页） 接地开关至母线端部的距离为：
往带主观因素和局限性。在新形势下，需要寻求 更合理的规划方法。 理论上，电网规划是一个复杂的、动态的、
多目标的不确定非线性数学规划课题。而且系统
规模越大，其复杂性也越高。常规的电网规划方 法大体可分为启发式和数学优化两大类。这些方
法在实际研究中有一定突破，但是仍然存在诸如：
①维数灾难；②局优而非全优，③约束条件和目
ｌ。：笋（ｍ）
ｕ Ａ２
（４）
大。Ａ：相相对于母线Ｉ上各相单位长度平均互感抗 分另ｌＪｆ，ＩＪ用公式（２），计算为：
ＸＡｚｃｌ＝０．６２８ｘ１０－４
接地开关距离母线端部的距离，７．为：
Ｃ。＝｝（ｍ）
ｕＡ２
（５）
ｘ（１ｎ等＿１）
＝２．０４２×１０－４（Ｑ／ｍ）
２）瞬时电磁感应电压计算 根据人体心脏对能量的允许承受限度，高空 作业人员所能承受的瞬态电击的能量，除确保检 修人员的生命安全外，还要防止二次事故的发 生，应留有足够的安全裕度。因此，要考虑电击 时间为实际电压持续时间（即继电保护和断路器动 作时间之和）的两倍，以增加安全裕度。由此可得 到通过人体的允许电流Ｉ。为：
ｐｌａｎｎｉｎｇ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ
关键词：电网规划
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｏｗｅｒ
启发式方法数学优化智能优化算法 ｎｅｔｗｏｒｋ
ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ
Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
中图分类号：ＴＭ７２７
ｎｏ
ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｍｏｒｅ ｓｔｒｉｃｔ ｄｅｍａｎｄｓ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｎｎｉｎｇ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｏｆ ｐｌａｎｎｉｎｇ，ｅ．ｇ．ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ
ｔＯ
ｌｏｎｇｅｒ．Ｈｅｒｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｍｏｄｅｌｓ
ａｒｅ
ｍｅｔｈｏｄｓ，ＡＮＮ，ＧＡ，ＴＳ，ＡＣＯ ｅｔｃ，，ｐｒｏｐｏｓｅｄ
ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｌｙ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｒｅｆｕｌ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｔｈｅｉｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，
ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｎｅｅｄｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ．Ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．
接地短路时，Ａ：相母线上的瞬时感应电压最为严
以Ｍｌ－屯。。出：。。
（Ｖ／ｍ）；Ｉ。．—母线Ｉ中Ｃ．相的单相短路电流（Ａ）。
（３）
式中，ｕ舢Ⅲ—Ａ：相母线的瞬时电磁感应电压
３．母线接地开关或接地器安装数量和间 距的确定
图１两组平行母线
１）按长期电磁感应电压计算 电力系统实用作业的带电工具，其安全电压 为１２—３６Ｖ。当高空作业时，除了确保人身不发生 触电事故外，还应防止作业人员因麻电失控而造 成高空摔跌事故。故此，长期电磁耦合电压须控