夏強(qiáng)峰，袁均祥，屠曄煒，周詠檳

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314033）

輸電線路交流感應(yīng)電壓消除裝置的研制

夏強(qiáng)峰，袁均祥，屠曄煒，周詠檳

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314033）

由于同塔架設(shè)的輸電線路感應(yīng)電壓最高可達(dá)到幾千伏，對(duì)線路試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全構(gòu)成很大的威脅?；谙【€圈電感電流補(bǔ)償電容電流的原理，設(shè)計(jì)一種電壓倒相補(bǔ)償且便于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的線路交流感應(yīng)電壓消除裝置，可抵消或抑制輸電線路測(cè)試端的交流感應(yīng)電壓，同時(shí)裝置的引入對(duì)線路絕緣定相試驗(yàn)基本無(wú)影響，在有較高交流感應(yīng)電壓的狀態(tài)下仍可進(jìn)行輸電線路絕緣定相測(cè)試，并保證試驗(yàn)的安全性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

輸電線路；感應(yīng)電壓；絕緣定相測(cè)試

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，為了利用出線走廊，同塔架設(shè)的雙回甚至3回架空線路及平行架設(shè)線路日益增多。當(dāng)同塔或鄰近線路不能停電時(shí)，由于線路間分布電容的影響，新（改）建線路上存在較大的感應(yīng)電壓。進(jìn)行線路絕緣定相試驗(yàn)時(shí)，感應(yīng)電壓的存在會(huì)影響測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也會(huì)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備造成損壞，甚至威脅到試驗(yàn)人員的安全。為此，研制了能抗線路感應(yīng)電壓的輸電線路交流感應(yīng)電壓消除裝置（以下簡(jiǎn)稱裝置）。

1 高壓輸電線路絕緣定相測(cè)試原理

線路絕緣定相試驗(yàn)其測(cè)試原理如圖1所示。線路絕緣定相位采用兆歐表法。以C相為例，在線路始端一相（C相）接兆歐表的L端，兆歐表的E接地，在線路末端逐相接地測(cè)量，若兆歐表的指示為零，則表示末端接地相與始端測(cè)相相屬同相，其余兩相測(cè)定其絕緣電阻。依次類推，核對(duì)A與B相位。

圖1 線路絕緣定相試驗(yàn)原理

目前，絕緣定相測(cè)試常用的測(cè)試儀器為手動(dòng)或電子式兆歐表，都無(wú)法在有較大感應(yīng)電壓的情況測(cè)試，且存在的感應(yīng)電壓會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，更會(huì)危及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)備及人員的安全。

2 降低線路感應(yīng)電壓的新方法

目前常用限制線路感應(yīng)電壓的方法有并聯(lián)電容法。但高壓電容器電容量的增加和感應(yīng)電壓的降低是非線性的，抑制效果不明顯。通常高壓電容器體積龐大且價(jià)格昂貴，不適合現(xiàn)場(chǎng)靈活使用。

為此，提出了一種新方法來(lái)抑制或消除線路端部感應(yīng)電壓，即應(yīng)用電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地消弧線圈電感電流補(bǔ)償線路電容電流的原理，設(shè)計(jì)一種裝置在實(shí)現(xiàn)測(cè)量感應(yīng)電壓幅值、相位的同時(shí)，抵消或抑制輸電線路測(cè)試端的交流感應(yīng)電壓。

通過(guò)查閱相關(guān)資料，在充分討論各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定最終實(shí)現(xiàn)方案：采用電容與電阻式電壓互感器串聯(lián)測(cè)量線路感應(yīng)電壓幅值和相位，數(shù)字電壓移相器（幅值、相位均可調(diào)）與升壓器配合輸出與線路感應(yīng)電壓相位相反、幅值相當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電壓，通過(guò)電容反饋于輸電線路，從而降低線路測(cè)試端的感應(yīng)電壓，裝置的主要模塊見(jiàn)圖2。

圖2 裝置主要模塊

3 裝置的接線與驗(yàn)證

圖3 110 kV線路感應(yīng)電壓仿真模型

根據(jù)110 kV線路參數(shù)經(jīng)驗(yàn)值，建立線路感應(yīng)電仿真模型如圖3所示。由仿真得出線路感應(yīng)電壓最高可達(dá)3.657 kV。

加入感應(yīng)電壓消除模塊即反饋反相補(bǔ)償電壓后，可以將感應(yīng)電壓降低到798.205 μV左右，可以認(rèn)為已經(jīng)消除了線路感應(yīng)電壓。加入感應(yīng)電壓消除模塊后的仿真模型見(jiàn)圖4。

圖4 加入感應(yīng)電壓消除模塊后仿真模型

通過(guò)仿真計(jì)算并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最終確定裝置原理及參數(shù)如圖5所示。裝置通過(guò)電容C1、電阻分壓式電壓互感器（TV1）將線路的感應(yīng)高電壓降為低電壓，進(jìn)行相位修正，線路電壓表顯示感應(yīng)電壓幅值，線路相位表顯示感應(yīng)電壓與電源電壓相位差值。利用數(shù)字電壓電子移相器、升壓變壓器將輸入的220 V電源電壓進(jìn)行幅值和相位轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換電壓與感應(yīng)電壓幅值相當(dāng)、相位相差180°時(shí)，合上開(kāi)關(guān)KT，將此轉(zhuǎn)換電壓由可調(diào)電容C2反饋于輸電線路，轉(zhuǎn)換電壓與感應(yīng)電壓相疊加，再調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電壓的幅值使線路端部的感應(yīng)電壓降低至最小為止。

圖5 裝置工作原理

裝置研制完成后，利用現(xiàn)有的高壓試驗(yàn)設(shè)備搭建模擬線路感應(yīng)電壓的試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證，試驗(yàn)室模擬測(cè)試如圖6所示，測(cè)試值見(jiàn)表1。

表1中模擬線路感應(yīng)電壓為新建線路上的感應(yīng)電壓，實(shí)測(cè)線路感應(yīng)電壓為裝置實(shí)測(cè)的感應(yīng)電壓，殘余感應(yīng)電壓為裝置投入后線路端部的感應(yīng)電壓。由表1可以看出，裝置抑制模擬線路感應(yīng)電壓的效果良好。

圖6 模擬試驗(yàn)原理

表1 裝置試驗(yàn)室測(cè)試值 kV/（°）

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

為了進(jìn)一步驗(yàn)證裝置的可行性，在嘉興地區(qū)某110 kV輸電線路絕緣定相試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試驗(yàn)證?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果如表2所示。

表2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試值

由表2可見(jiàn)：測(cè)到線路感應(yīng)電壓為0.687 kV，通過(guò)投入裝置成功將感應(yīng)電壓消除，將裝置應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)絕緣定相試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3可知，裝置投入后線路絕緣電阻有所增大，但不影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的判斷，線路相位正確，既保障現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)備和人員的安全，又使試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠，由于線路絕緣定相試驗(yàn)而損壞的兆歐表臺(tái)數(shù)也明顯減少。

表3 輸電線路絕緣定相試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

輸電線路交流感應(yīng)電壓消除裝置的應(yīng)用解決了線路交流感應(yīng)電壓高，而不能進(jìn)行線路絕緣定相試驗(yàn)的問(wèn)題，減少了由于絕緣定相試驗(yàn)需要臨近帶電線路的陪停時(shí)間，降低停電次數(shù)，保護(hù)了試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。但是由于裝置工作原理的局限性，目前對(duì)線路直流感應(yīng)電壓的抑制效果還不理想，有待后續(xù)進(jìn)一步改進(jìn)。

[1]趙華，阮江軍，黃道春.同桿并架雙回輸電線路感應(yīng)電壓的計(jì)算[J].繼電器，2005，33（22）∶37-40.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司生產(chǎn)技能人員職業(yè)能力培訓(xùn)專用教材電氣試驗(yàn)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[3]許飛，李恒燦，吳榮，等.110～500 kV線路防感應(yīng)電措施研究[J].廣西電力，2010，33（2）∶5-7.

（本文編輯：楊 勇）

Development of AC Induced Voltage Eliminating Device on Transmission Lines

XIA Qiangfeng，YUAN Junxiang，TU Yewei，ZHOU Yongbin
（State Grid Jiaxing Power Supply Company，Jiaxing Zhejiang 314033，China）

The induced voltage of transmission lines on the same tower can be up to several kilovolts，posing danger to line testers and equipment on the lines.Based on the principle that in the arc suppression coil inductive current compensates capacitor current，a AC induced voltage elimination device with phase inverted voltage compensation that is applicable for field application is designed to eliminate or suppress AC induced voltage at test terminal of transmission lines.In the meantime，the introduction of the device has little impact on line insulation phase test；moreover，the device can still be used for insulation phase test on transmission lines with higher AC induced voltage and assure safety of the test and accuracy of the data.

transmission line；induced voltage；insulation phase test

TM866

B

1007-1881（2015）07-0066-03

2015-03-06

夏強(qiáng)峰（1984），男，工程師，從事電氣試驗(yàn)及電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督工作。