架空地线降耗措施及其对线路参数影响
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第 ２ 卷第 ３期 ９
２１ ０ ０年 ６月
红 水 河
Ｈ来自百度文库 ｇ ｈ ｉ ｖ ｒ ｎ Ｓ ｕ ｅ Ｒｉ
Ｖｌ． ９ Ｎｏ ３ ｏ ２ ． ． 】
Ｊ ｎ ．００ ｕ ｅ２ １
架空 地线降耗措施及其对线路参 数影响
王 汉 斌
（ 广西 电力工业勘察设计研究 院 ， 广西 南宁 ５０２ ） ３ ０ ３
关键 词 ： 电 线路 ； 线 ； 耗 ； 输 地 损 零序 阻 抗 中图分类号 ： ＴＭ７ ２ ５ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ ０ Ｘ（０ ０ ０ １０ —４ ８ ２ １ ）３—０ １ 一Ｏ １３ ４
１ 引 言
高压输 电线 路 的架 空地 线 （ 避雷 线 ） 用作 防雷 除 外， 还有 很 多方 面 的综 合 作用 ， 降低 不对称 短路 时 如 的工频 过 电压 、 减小潜 供 电流 ； 为屏 蔽线 以降低 电 作 力线对 通信 的 干扰 等 。 根 据架 空送 电线 路设 计技 术 规程 ， １ Ｖ 及 以 １ ０ｋ 上输 电线 路一 般 应 全线 架设 地线 ， 常 的做 法 是 将 通 架 空地 线逐 杆基 接地 。但正 常情 况下 三相 系统并 不 严 格对 称 ， 而且 地线 到 三相导 线 的距 离不完 全对称 ， 由于架空 地线 存 在 多个 接 地 点 ， 地 线 中会 产 生 感 在
收稿 日期 ：０ ０一Ｏ ２１ ４—２ ７
大地等值电阻，。 ｒ×１ － ×ｆ ｆ ｒ ＝７ ２ ０ ４ ， ＝ ５ 时 ｒ ００ ０Ｈｚ ＝ ．５Ｑ／ｋ ｍ； ｄ ——ｍ、 两根导线之间的距离， ｎ 单位 ｍ；
得到单 回输 电线 系统 中地 线上 的感应 电势 ：
ｒ
Ｅ＝０４［ 寒十 寒］ ．５ａ 十 ］ Ｔ ＩＺ Ｉ １ ［‘ ｌ ２ ａ ４ ｌ ｇ ｇ
密相关 ， 而与线路 的长度及负荷电流的大小基本无 关， 当地 线 多 点 接 地 、 点 接 地 或 经 排 流 线 圈 接 地 一 时 ， 静 电感应 电压 接 近于零 。 其 与静 电感 应 分量 不 同 ， 电磁 感 应 电压 的大小 取 决于 负荷 电流 、 线路 长度 和导 线 布置 ： ， 方式 而与输 电 电压的数值无关 。所 以， 不同的线路 ， 电磁感应 电 其
、ｏ ｆ， 为大地 电阻率 ， 电流频 ／ ／ 』 ／ Ｄ 厂为 率 ， 常取 Ｄ ＝ １０ ０ｍ； 通 ０
由于静 电耦 合 和 电磁 耦 合 ， 线 上 的感 应 电压 地
有静 电感 应 电压 和 电磁感 应 电压两 种 。静 电感 应 电 压 的大小 与输 电线 路 电压 等级 及导 线 的布置方 式 紧
应电流， 引起 能 量损耗 ， 而且这 ～ 损耗 随输 电线 电压 等 级及其 长 度 的增加 而增 大 。据 统计全 国每年 电能 损耗 将达 百 亿 ｋ ・ 。为 此 ， 变 架 空地 线 的接 地 Ｗ ｈ 改
压 相差 甚远 ； 即使 同一线 路 ， 随着 系统运 行方式 的 也 变更 而变化 较 大 。 当架 空输 电线 循 环换 位 后 ， 整个 长度 的三相 导
式 中 ： ＴＡ ＴＢ Ｔ ｄ 、 、 。 广
。
分别 为各 相线 对 地 线 Ｔ１
等， 两根地 线之 问将会 有 电流流通 。 因此 ， 地线换位 的 目的在 于减小 两 根 地线 上感 应 电动 势 的差别 ， 并 以此降低感应电流的大小及其产生的电能损耗。如 图 １所示 ， 在相 导线不 换位 的地 方 ， 该 在地 线 的 ２ 应
摘
要： 文章介 绍 了架空输 电线路上地线损耗产 生的机理 ， 及各 种降低地 线损耗 的方 法。分析 了地 线的接地 方式
对架空输 电线路的 电气参数 的影响 ， 通过 Ｐ Ａ Ｅ Ｄ ￣ Ｄ／ ＭＴ Ｃ仿真 ， 明了使 用经典理论计算 线路 的零序参数 时应注 说
意 区分地线不 同的接地 方式 ， 以得到较 为准确的线路参数 ， 最后提 出了对输 电线路 的继 电保护产生的影响。
线参数基本平衡 ， 但在每个档距 内各相线对地线位 置 并不对 称 ， 导致 三相 导线对 地 线 的互 阻抗 不相 等 。 即使输电线正常运行三相负荷完全对称 ， 三相电流 在地 线产生 的 电磁 感 应 电压 叠加 后 也不 为零 ， 地 当 线 存在 多个 接地 点时 ， 就有 感应 电流产 生 ， 产生 电能 损耗。 我国 ２０ｋ ２ Ｖ输电线路一般全线架设双地线 ， 当 存在多个接地点时， 就形成了电流通路 ， 每根地线中 均 有 电流流 通 ； 而且两 根地线 感应 电压 并不 相等 ， 地 线 之 间也有 电流通 路 ， 都将 产生损 耗 。
的距离 ， 单位 Ｉ。 Ｔ Ｉ 则“ 地线 一 大地”回路 中的每 ｋ ｍ功率损耗
ｆ ｌ ２
Ａ Ｌ ｌ １１ Ｉ Ｒ ＋ Ｒ ） ｐ ＝ｌ Ｉ （ Ｔ ２ 厶
‘
Ｉ ＝
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作者简 介： 王汉斌 （９ ９ ， 湖北丹江 口 ， １７ 一） 男， 人 工程师 ， 工学硕士 ， 主要从 事水电站 电气一 次设计 ， ｍ ｉ ｗ ｎ ｈ０ ３ ｘｄ ｏｍ。 Ｅ— ａ ： ａｇ ｂ０ ＠ｇ ｅ ．Ｄ ｌ
ｌ１ ３
红水河 ２ １ ０ ０年第 ３期
２ ２ 数值 计 算 ．
方式 ， 论从 经济 的观 点 ， 无 还是 从节 约和 开发 能源 的 观 点 ， 是十 分必 要 的 。 都
２ 地线损耗产生分析
２ １ 理 论分 析 ．
根据卡尔逊 （ａｓ ） Ｃ ｒ ｎ 理论 ， ｏ 两根平行导线 Ｉ、 Ｔｎ Ｉ 之 间每 ｋ 的互感 阻抗 为 ： ｍ Ｚ ： ｒ ＋０ １ ４ １（ ／ 玎 ） ． ４ ５ｇ Ｄ ｍ （） １ 式中 Ｄ 地中虚拟导线的等值深度， ６ Ｄ ＝６０
２１ ０ ０年 ６月
红 水 河
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架空 地线降耗措施及其对线路参 数影响
王 汉 斌
（ 广西 电力工业勘察设计研究 院 ， 广西 南宁 ５０２ ） ３ ０ ３
关键 词 ： 电 线路 ； 线 ； 耗 ； 输 地 损 零序 阻 抗 中图分类号 ： ＴＭ７ ２ ５ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ ０ Ｘ（０ ０ ０ １０ —４ ８ ２ １ ）３—０ １ 一Ｏ １３ ４
１ 引 言
高压输 电线 路 的架 空地 线 （ 避雷 线 ） 用作 防雷 除 外， 还有 很 多方 面 的综 合 作用 ， 降低 不对称 短路 时 如 的工频 过 电压 、 减小潜 供 电流 ； 为屏 蔽线 以降低 电 作 力线对 通信 的 干扰 等 。 根 据架 空送 电线 路设 计技 术 规程 ， １ Ｖ 及 以 １ ０ｋ 上输 电线 路一 般 应 全线 架设 地线 ， 常 的做 法 是 将 通 架 空地 线逐 杆基 接地 。但正 常情 况下 三相 系统并 不 严 格对 称 ， 而且 地线 到 三相导 线 的距 离不完 全对称 ， 由于架空 地线 存 在 多个 接 地 点 ， 地 线 中会 产 生 感 在
收稿 日期 ：０ ０一Ｏ ２１ ４—２ ７
大地等值电阻，。 ｒ×１ － ×ｆ ｆ ｒ ＝７ ２ ０ ４ ， ＝ ５ 时 ｒ ００ ０Ｈｚ ＝ ．５Ｑ／ｋ ｍ； ｄ ——ｍ、 两根导线之间的距离， ｎ 单位 ｍ；
得到单 回输 电线 系统 中地 线上 的感应 电势 ：
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密相关 ， 而与线路 的长度及负荷电流的大小基本无 关， 当地 线 多 点 接 地 、 点 接 地 或 经 排 流 线 圈 接 地 一 时 ， 静 电感应 电压 接 近于零 。 其 与静 电感 应 分量 不 同 ， 电磁 感 应 电压 的大小 取 决于 负荷 电流 、 线路 长度 和导 线 布置 ： ， 方式 而与输 电 电压的数值无关 。所 以， 不同的线路 ， 电磁感应 电 其
、ｏ ｆ， 为大地 电阻率 ， 电流频 ／ ／ 』 ／ Ｄ 厂为 率 ， 常取 Ｄ ＝ １０ ０ｍ； 通 ０
由于静 电耦 合 和 电磁 耦 合 ， 线 上 的感 应 电压 地
有静 电感 应 电压 和 电磁感 应 电压两 种 。静 电感 应 电 压 的大小 与输 电线 路 电压 等级 及导 线 的布置方 式 紧
应电流， 引起 能 量损耗 ， 而且这 ～ 损耗 随输 电线 电压 等 级及其 长 度 的增加 而增 大 。据 统计全 国每年 电能 损耗 将达 百 亿 ｋ ・ 。为 此 ， 变 架 空地 线 的接 地 Ｗ ｈ 改
压 相差 甚远 ； 即使 同一线 路 ， 随着 系统运 行方式 的 也 变更 而变化 较 大 。 当架 空输 电线 循 环换 位 后 ， 整个 长度 的三相 导
式 中 ： ＴＡ ＴＢ Ｔ ｄ 、 、 。 广
。
分别 为各 相线 对 地 线 Ｔ１
等， 两根地 线之 问将会 有 电流流通 。 因此 ， 地线换位 的 目的在 于减小 两 根 地线 上感 应 电动 势 的差别 ， 并 以此降低感应电流的大小及其产生的电能损耗。如 图 １所示 ， 在相 导线不 换位 的地 方 ， 该 在地 线 的 ２ 应
摘
要： 文章介 绍 了架空输 电线路上地线损耗产 生的机理 ， 及各 种降低地 线损耗 的方 法。分析 了地 线的接地 方式
对架空输 电线路的 电气参数 的影响 ， 通过 Ｐ Ａ Ｅ Ｄ ￣ Ｄ／ ＭＴ Ｃ仿真 ， 明了使 用经典理论计算 线路 的零序参数 时应注 说
意 区分地线不 同的接地 方式 ， 以得到较 为准确的线路参数 ， 最后提 出了对输 电线路 的继 电保护产生的影响。
线参数基本平衡 ， 但在每个档距 内各相线对地线位 置 并不对 称 ， 导致 三相 导线对 地 线 的互 阻抗 不相 等 。 即使输电线正常运行三相负荷完全对称 ， 三相电流 在地 线产生 的 电磁 感 应 电压 叠加 后 也不 为零 ， 地 当 线 存在 多个 接地 点时 ， 就有 感应 电流产 生 ， 产生 电能 损耗。 我国 ２０ｋ ２ Ｖ输电线路一般全线架设双地线 ， 当 存在多个接地点时， 就形成了电流通路 ， 每根地线中 均 有 电流流 通 ； 而且两 根地线 感应 电压 并不 相等 ， 地 线 之 间也有 电流通 路 ， 都将 产生损 耗 。
的距离 ， 单位 Ｉ。 Ｔ Ｉ 则“ 地线 一 大地”回路 中的每 ｋ ｍ功率损耗
ｆ ｌ ２
Ａ Ｌ ｌ １１ Ｉ Ｒ ＋ Ｒ ） ｐ ＝ｌ Ｉ （ Ｔ ２ 厶
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（） ２
作者简 介： 王汉斌 （９ ９ ， 湖北丹江 口 ， １７ 一） 男， 人 工程师 ， 工学硕士 ， 主要从 事水电站 电气一 次设计 ， ｍ ｉ ｗ ｎ ｈ０ ３ ｘｄ ｏｍ。 Ｅ— ａ ： ａｇ ｂ０ ＠ｇ ｅ ．Ｄ ｌ
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红水河 ２ １ ０ ０年第 ３期
２ ２ 数值 计 算 ．
方式 ， 论从 经济 的观 点 ， 无 还是 从节 约和 开发 能源 的 观 点 ， 是十 分必 要 的 。 都
２ 地线损耗产生分析
２ １ 理 论分 析 ．
根据卡尔逊 （ａｓ ） Ｃ ｒ ｎ 理论 ， ｏ 两根平行导线 Ｉ、 Ｔｎ Ｉ 之 间每 ｋ 的互感 阻抗 为 ： ｍ Ｚ ： ｒ ＋０ １ ４ １（ ／ 玎 ） ． ４ ５ｇ Ｄ ｍ （） １ 式中 Ｄ 地中虚拟导线的等值深度， ６ Ｄ ＝６０