試論特高壓共走廊輸電線路電磁耦合分析及改善措施

張兆良

（國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司特高壓交直流運檢中心,江蘇南京,210000）

試論特高壓共走廊輸電線路電磁耦合分析及改善措施

張兆良

（國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司特高壓交直流運檢中心,江蘇南京,210000）

在雷電天氣中，雷擊現(xiàn)象會引發(fā)特高壓共走廊輸電線路的電磁耦合，進而影響電力設(shè)備的正常使用。本文從電磁耦合的概念入手，對特高壓共走廊輸電線路的電磁耦合及改善措施進行分析和研究。

特高壓；共走廊輸電線路；電磁耦合；改善措施

0 前言

與以往相比，我國特高壓電網(wǎng)在傳輸容量、電壓等級以及傳輸距離等參數(shù)方面發(fā)生了顯著增加。在這種背景中，當雷擊天氣中的雷電擊中特高壓電網(wǎng)之后，其會為特高壓共走廊輸電線路帶來極大的經(jīng)濟損失。在這種情況下，應(yīng)該通過適宜改善措施的應(yīng)用，保證特高壓輸電線路的安全運行。

1 電磁耦合

電磁耦合是指兩個或多個以上電網(wǎng)絡(luò)、電路元件等對象的輸出與輸入之間存在一定的影響作用與配合作用，上述對象的這些作用可以發(fā)生從一側(cè)向另外一側(cè)傳輸能量的變化。

2 特高壓共走廊輸電線路電磁耦合分析

這里主要從以下幾方面入手，對特高壓共走廊輸電線路電磁耦合進行分析：

2.1 電磁耦合產(chǎn)生原理

在雷擊天氣中，繞機跳閘的發(fā)生會引發(fā)特高壓輸電線路的雷擊跳閘事故。對于輸電走廊資源較為緊缺的位置而言，特高壓交直流線路的同走廊運行現(xiàn)象的發(fā)生概率極高。當這種現(xiàn)象產(chǎn)生之后，電磁耦合效應(yīng)會在輸電線路的交直流線路之間產(chǎn)生。這種效應(yīng)的出現(xiàn)會引發(fā)輸電線路停運線路部分的感應(yīng)電流以及感應(yīng)電流的數(shù)值發(fā)生顯著增加。在這種情況下，停運線路中包含的電力設(shè)備的運行安全會受到一定影響。對于停運檢修人員而言，其人身安全同樣會受到相應(yīng)影響。

2.2 特高壓輸電線路截面方面

研究表明，隨著特高壓輸電線路截面的變化，線路產(chǎn)生雷擊故障的概率也會發(fā)生相應(yīng)變化。這種變化雖然不屬于線性變化，但該參數(shù)同樣屬于影響線路雷擊故障概率的主要因素。

2.3 雷擊電流幅值方面

在特高壓輸電線路的運行狀態(tài)下，雷電流幅值對暫態(tài)感應(yīng)電流以及感應(yīng)電壓這兩種參數(shù)產(chǎn)生的影響作用相對較小。如果對雷電流幅值這種參數(shù)進行增加處理，特高壓輸電線路所產(chǎn)生感應(yīng)電流以及電壓的暫態(tài)峰值會隨之發(fā)生增加變化。

2.4 雷擊位置方面

就該方面而言，其對特高壓輸電線路所產(chǎn)生感應(yīng)電流以及感應(yīng)電壓的影響效果相對較小。當輸電線路的雷擊位置發(fā)生變化時，靜電感應(yīng)電壓參數(shù)的變化幅度相對較大。

3 特高壓共走廊輸電線路電磁耦合的改善措施

這里分別從以下幾方面入手，對特高壓共走廊輸電線路電磁耦合的改善措施進行分析：

3.1 雙交單直同走廊輸電線路方面

就該方面而言，改善措施主要包含以下幾種：

（1）交流線路架設(shè)方式改善措施

就雙交單直同走廊線路而言，在交直流線路間下層導(dǎo)向垂直接近距離不斷增加的背景中，針對該輸電線路應(yīng)用正三角、倒三角加設(shè)方式之后，線路所產(chǎn)生的感應(yīng)電流以及感應(yīng)電壓會發(fā)生降低變化，但其降低范圍相對較小。這種現(xiàn)象表明，在該狀態(tài)下，應(yīng)用這種改善措施能夠起到一定的改善效果，但改善效果相對較為微弱。針對該輸電線路應(yīng)用正三角、鼓形、倒三角架設(shè)方式之后，該輸電線路停運線路部分所產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓都會發(fā)生減小變化。這兩種參數(shù)產(chǎn)生的變化在符合線性減小變化特點的同時，起到了良好的改善效果。

（2）交直流線路邊相導(dǎo)線水平接近距離改善措施

在交流導(dǎo)線處于正三角、鼓形、倒三角架設(shè)狀態(tài)中時，對于雙交單直同走廊線路而言，擴大交直流線路邊相導(dǎo)線的水平接近距離之后，同走廊線路所產(chǎn)生的感應(yīng)電流數(shù)值以及感應(yīng)電壓數(shù)值發(fā)生顯著減小。在邊相導(dǎo)線水平接近距離的數(shù)值大于20m的范圍中，應(yīng)用這種措施可以起到有效的改善效果。當該距離的數(shù)值低于20m范圍時，相對于正三角、鼓形、倒三角架設(shè)形式而言，應(yīng)用倒三角架設(shè)方式能夠產(chǎn)生更加顯著的感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓數(shù)值減小效果。

3.2 單交單直同走廊輸電線路方面

就該方面而言，其改善措施主要包含以下兩種：

（1）交流線路正三角、水平、倒三角架設(shè)方式改善措施

應(yīng)用這種改善措施之后，在交直流輸電線路間下層導(dǎo)線垂直接近距離逐漸增加的背景中，這種輸電線路中的停運線路部分的電壓和靜電感應(yīng)都會發(fā)生一定程度的降低。這兩種參數(shù)的降低變化都屬性線性變化。除此之外，輸電線路的電磁感應(yīng)電流以及電壓這兩種參數(shù)也會發(fā)生相應(yīng)的降低，但這兩種參數(shù)的改善效果相對靜電感應(yīng)電壓而言，程度較輕。

（2）單交直走廊的邊相導(dǎo)線水平接近距離改善措施

對于單交單直同走廊線路而言，1000kV交流導(dǎo)線的架設(shè)類型為正三角、水平、倒三角情況時，隨著交直流線路中邊相導(dǎo)線水平接近距離數(shù)值的不斷增加，輸電線路的停運線路部分產(chǎn)生的感應(yīng)電流以及感應(yīng)電壓都會產(chǎn)生減小變化。這兩種參數(shù)的變化屬于非線性變化。當邊相導(dǎo)線的水平距離超出30m范圍時，將線路的架設(shè)方式調(diào)整為倒三角、正三角以及水平架設(shè)狀態(tài)時，線路所產(chǎn)生感應(yīng)電流以及感應(yīng)電壓之間的相差數(shù)值相對較小。當邊相導(dǎo)線的水平接近距離的數(shù)值處于30m范圍內(nèi)時，將架設(shè)方式調(diào)整為倒三角方式之后，線路感應(yīng)電流以及感應(yīng)電壓參數(shù)的降低效果更加明顯。

4 結(jié)論

對于特高壓輸電線路而言，其在雷擊天氣中輸電走廊緊缺位置有極高概率會產(chǎn)生特高壓共走廊運行現(xiàn)象。為了降低電磁耦合引發(fā)的不良影響，可以針對單交單直同走廊輸電線路以及雙交單直同走廊輸電線路這兩種不同情況應(yīng)用不同的改善措施，以實現(xiàn)對感應(yīng)電流及感應(yīng)電壓參數(shù)的合理控制。

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[3] 田野. 基于功率譜的超/特高壓輸電線路單相自適應(yīng)重合閘研究[D].重慶大學(xué),2010.

[4] 張龍偉,吳廣寧,朱軍,吳靜文,石超群,范建斌. 耦合因素對特高壓交流同塔雙回線路不平衡度的影響分析及相序優(yōu)化[J]. 電力自動化設(shè)備,2014,07:124-128.

On the electromagnetic coupling analysis and improvement measures of transmission lines in UHV transmission lines

Zhang Zhaoliang
（State Grid Jiangsu electric power company maintenance branch UHV AC and DC Inspection Center,Nanjing Jiangsu,210000）

In the thunder and lightning weather,the lightning phenomenon can cause the electromagnetic coupling of the transmission line, and then influence the normal use of the power equipment.Based on the concept of electromagnetic coupling, this paper analyzes and studies the electromagnetic coupling and improvement measures of transmission lines in UHV transmission lines.

extra high voltage;transmission line;electromagnetic coupling;improvement measures