500kV/220kV同塔四回線路感應(yīng)電壓與感應(yīng)電流仿真研究

單蒙（廣東天聯(lián)電力設(shè)計(jì)有限公司，廣東廣州 510600）

500kV/220kV同塔四回線路感應(yīng)電壓與感應(yīng)電流仿真研究

單蒙
（廣東天聯(lián)電力設(shè)計(jì)有限公司，廣東廣州 510600）

采用電磁暫態(tài)程序，建立了500 kV/220 kV同塔四回線路模型。仿真計(jì)算了220 kV東莞～黎貝線路在四種工況下的感應(yīng)電壓與感應(yīng)電流，并為東莞站側(cè)220 kV接地刀閘選型提供依據(jù)。結(jié)果表明，當(dāng)220 kV東莞～黎貝一回線路停運(yùn)、一回線路投運(yùn)，500 kV東莞～福園一回線路停運(yùn)、一回線路投運(yùn)時(shí)，220kV東莞～黎貝線路上的感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流達(dá)到最大值；東莞站側(cè)的220 kV接地開關(guān)可按照B類選擇。

同塔四回輸電線路；感應(yīng)電壓；感應(yīng)電流；電磁暫態(tài)程序

0 引言

隨著國(guó)家電力工業(yè)的迅速發(fā)展，土地資源日益匱乏，尤其在廣東省等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，輸電線路走廊選擇與建設(shè)會(huì)受到更多制約，為了節(jié)約占地面積，提高輸電線路走廊的利用率，輸電線路同塔雙回及多回架設(shè)的方案被廣泛采用[1-2]。與同塔雙回線路相比，同塔四回線路中導(dǎo)線間的靜電耦合以及電磁耦合關(guān)系更為復(fù)雜。因此研究同塔四回輸電線路的感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流，對(duì)電力工程設(shè)計(jì)具有重要的意義[3-8]。本文采用電磁暫態(tài)程序EMTP，對(duì)廣東電網(wǎng)中與500 kV線路同塔的220 kV東莞～黎貝線路的感應(yīng)電壓與感應(yīng)電流進(jìn)行仿真分析，并為東莞站220 kV東莞站內(nèi)220 kV接地刀閘的選擇提供依據(jù)。

1 系統(tǒng)及仿真模型

廣東電網(wǎng)220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路的導(dǎo)線排列如圖1[9]所示。其中，與第2段220 kV線路同塔四回架設(shè)的500 kV線路型號(hào)為4×ACSR-720/50。全線220 kV及500 kV導(dǎo)線均不換位。500 kV東莞～福園線路有兩根地線，一根采用36芯OPGW光纜，另一根采用LB?GJ-150-40AC，500 kV地線在該段塔接地。220 kV東莞～黎貝線路地線排列如圖2所示，220 kV地線全線逐塔接地。

圖1 220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路導(dǎo)線排列圖

圖2 220 kV東莞～黎貝線路地線排列圖

本文利用電磁暫態(tài)程序EMTP進(jìn)行仿真計(jì)算，線路部分選用JMarti模型。四回路塔的導(dǎo)地線縱向排列如圖3所示，500 kV線路布置在塔上部，220 kV線路布置在塔下部。

圖3 220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路導(dǎo)線縱向排列圖

2 感應(yīng)電壓與感應(yīng)電流計(jì)算

本文在建立仿真模型時(shí)，考慮到未來(lái)線路的改造，將原有220 kV第6段線路2×300導(dǎo)線按照2×500導(dǎo)線考慮并修改模型參數(shù)，由此，220 kV線路的單回輸送功率由455 MVA增加為615 MVA，潮流方向由東莞站至黎貝站，相角差為5.6。500 kV線路單回輸送功率為3 600 MVA，潮流方向由福園站至東莞站，相角差為0.212。本文共計(jì)算以下四種工況時(shí)，220 kV東莞～黎貝線路的東莞站側(cè)及黎貝站側(cè)的感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流情況。

由此可見，工況3時(shí)東莞站側(cè)的靜電感應(yīng)電壓為10.25 kV、靜電感應(yīng)電流為1.1 A、電磁感應(yīng)電壓為1.68 kV、電磁感應(yīng)電流為156.5 A，均達(dá)到四種工況的最大值。

表1 工況1：220 kV東莞～黎貝兩回線路停運(yùn)，500 kV東莞～福園兩回線路投運(yùn)

表2 工況2：220 kV東莞～黎貝兩回線路停運(yùn)，500 kV東莞～福園一回線路停運(yùn)，一回線路投運(yùn)

表3 工況3：220 kV東莞～黎貝一回線路停運(yùn)，一回線路投運(yùn)。500 kV東莞～福園一回線路停運(yùn)

表4 工況4：220 kV東莞～黎貝一回線路停運(yùn)，一回線路投運(yùn)。500 kV東莞～福園兩回線路停運(yùn)

3 接地刀閘參數(shù)選擇

感應(yīng)電壓計(jì)算時(shí)取對(duì)應(yīng)運(yùn)行線路兩端電壓約525 kV/230 kV，而線路最高運(yùn)行電壓可能達(dá)到550 kV/242 kV，感應(yīng)電壓主要隨健全線路運(yùn)行電壓而升高，同時(shí)考慮對(duì)線路模擬與實(shí)際運(yùn)行可能存在一定誤差，因此建議線路接地刀閘感應(yīng)電壓在該計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上提高10%。而感應(yīng)電流主要隨健全線路電流而升高，由于電磁暫態(tài)研究中已考慮將同塔并行線路輸送功率提升后的較極端運(yùn)行工況，因此要求感應(yīng)電流參考本計(jì)算成果，在選擇該線路接地刀閘時(shí)應(yīng)滿足通流容量的要求，并考慮一定裕度。

GB 1985-2004《高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)》及DL/T 486-2000《交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)訂貨技術(shù)條件》中接地開關(guān)的額定感應(yīng)電流和額定感應(yīng)電壓的標(biāo)準(zhǔn)值見表5及6。

表5 GB 1985-2004接地開關(guān)的額定感應(yīng)電流和額定感應(yīng)電壓的標(biāo)準(zhǔn)值

表6 DL/T 486-2000接地開關(guān)開、合感應(yīng)電流的額定參數(shù)

根據(jù)本文對(duì)感應(yīng)電壓感應(yīng)電流計(jì)算結(jié)果，東莞站側(cè)220 kV接地刀閘的參數(shù)應(yīng)滿足如下要求：靜電感應(yīng)電壓高于11.3 kV；電磁感應(yīng)電壓高于1.9 kV；靜電感應(yīng)電流大于1.1 A；電磁感應(yīng)電流大于156.5 A。其規(guī)格可按B類考慮。

4 結(jié)論

本文以廣東電網(wǎng)同塔四回架設(shè)的220 kV東莞～黎貝/500 kV東莞～福園線路為依托，采用EM?TP電磁暫態(tài)仿真程序?qū)?20 kV東莞～黎貝線路的感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)論如下。

（1）在220 kV線路一回停運(yùn)，一回線路投運(yùn)；500 kV線路一回停運(yùn)，一回線路投運(yùn)的運(yùn)行方式下，東莞站側(cè)的靜電感應(yīng)電壓、靜電感應(yīng)電流、電磁感應(yīng)電壓、電磁感應(yīng)電流均達(dá)到最大值。

（2）東莞站側(cè)的220 kV接地接地開關(guān)可按照B類選擇。

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Simulative Research of Induced Voltages and Currents Among Multi Circuit 500 kV and 220 kV Transmission Lines on Same Tower

SHAN Meng
（Guangdong TIANLIAN Electric Power Design Co.，Ltd.，Guangzhou510600，China）

A model of 500 kV/220kV four-circuit transmission lines on same tower is built by use of electromagnetic transient program (EMTP).Induced voltages and currents on 220kVDongguan～Libei transmission lines are simulated and calculated under four conditions in this paper，and provide the basis for 220kV grounding switch selecting in Dongguan substation.The results show that，Induced voltages and currents reached the maximum when one of the 220kVDongguan～Libei transmission line Outage，another one operation，one of the 500kV Dongguan～Fuyuan transmission line Outage，another one operation.Type B grounding switch is recommended to choose in Dongguan substation.

four-circuittransmissionlinesonsametower；inducedvoltage；inducedcurrent；electromagnetictransientprogram

TM726

A

1009－9492(2014)05－0147－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.05.037

單 蒙，女，1982年生，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，工程師。研究領(lǐng)域：電力工程設(shè)計(jì)。

(編輯：向 飛)

2014－03－03