特高壓輸電系統(tǒng)過電壓限制分析

李 偉,張鈞介

（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）

特高壓輸電系統(tǒng)過電壓限制分析

李 偉,張鈞介

（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）

本文介紹了特高壓輸電系統(tǒng)過電壓問題，并從特高壓輸電系統(tǒng)過電壓以及工頻過電壓兩個問題出發(fā)，給出了具體的過電壓限制策略。

高壓輸電系統(tǒng)；過電壓限制；分析

0 前言

特高壓輸電系統(tǒng)在提高了電壓等級的同時，使得輸電效率與范圍得到了優(yōu)化，但過高的電壓很容易引起電壓限制問題，為了保證其能夠與電力系統(tǒng)對于電壓的要求相匹配，實施相應(yīng)的過電壓限制措施很有必要，這樣才能使特高壓輸電系統(tǒng)的功能得到更好的發(fā)揮，進而為我國電網(wǎng)運行穩(wěn)定性的提高帶來保障。

1 特高壓輸電系統(tǒng)過電壓問題

特高壓輸電系統(tǒng)的供電原理與傳統(tǒng)線路的供電原理相同，均需要通過斷路器以及電容器的作用來實現(xiàn)供電，在上述過程中，會發(fā)生電磁轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，如電磁轉(zhuǎn)換能夠順利實現(xiàn)，則過電壓問題不會發(fā)生，反之，電磁能量則會聚集在線路中，導(dǎo)致電壓過高的問題出現(xiàn)。由于特高壓輸電系統(tǒng)的電壓等級較傳統(tǒng)線路高，因此一旦發(fā)生了過電壓，其影響也相對較大。

總的來說，特高壓輸電系統(tǒng)過電壓主要分為兩種形式，一種為暫時過電壓，另一種為內(nèi)部過電壓。不同的過電壓對電網(wǎng)造成的影響程度不同，其解決方式也有所不同。通過對特高壓輸電系統(tǒng)電壓特點的分析，我國對其過電壓問題提出了一定的限制標(biāo)準(zhǔn)，從母線側(cè)的過電壓到操作過電壓，均提出了具體要求，其中，前者應(yīng)控制在1.3pu的范圍內(nèi)，而后者則需要控制在1.6pu的范圍內(nèi)。為了保證達到上述要求，必須針對特高壓輸電系統(tǒng)提出一定的過電壓限制措施。

2 特高壓輸電系統(tǒng)過電壓限制策略

2.1 特高壓輸電系統(tǒng)過電壓限制方法

特高壓輸電系統(tǒng)過電壓限制應(yīng)從避雷器的使用以及斷路器的設(shè)置等方面出發(fā)來實現(xiàn)。

2.1.1 避雷器

避雷器一般為金屬材質(zhì)，實踐證明，將其應(yīng)用到特高壓輸電系統(tǒng)中，能夠達到較好的過電壓限制效果。存在一部分過電壓限制方法，在限制過電壓的同時，會產(chǎn)生過度的電壓動態(tài)，進而對電力系統(tǒng)造成其他方面的不良影響。相對而言，避雷器的應(yīng)用則不會存在上述問題，且能夠達到無間隙保護的目的。為了保證避雷器的應(yīng)用能夠達到更好的過電壓限制效果，應(yīng)在將其具體投入使用之前，采取試驗的方式確定有關(guān)參數(shù)等問題，這一點十分重要。

2.1.2 斷路器

除避雷器之外，斷路器的應(yīng)用也能夠達到過電壓限制的目的。實踐證明，將斷路器應(yīng)用到特高壓輸電系統(tǒng)當(dāng)中，能夠使電壓合閘保持零點左右的操作，在此基礎(chǔ)上，電壓的升降幅度也就能夠得到控制，電壓基本趨向于平穩(wěn)。采用這一方法實現(xiàn)過電壓限制的優(yōu)勢在于具有較高的精確度，但就目前的情況看，這一方法的應(yīng)用范圍相對較小，僅僅在系統(tǒng)的特殊部分有所應(yīng)用，是否應(yīng)將這一技術(shù)的應(yīng)用范圍擴大，仍有待進一步的研究。

2.1.3 斷路器與合閘電阻的綜合

短路其與合閘電阻的綜合同樣可以達到過電壓限制的目的。為保證限制效果，因此首先明確合閘次序，同時將兩次合閘之間的時間控制在一定范圍內(nèi)，以使電壓能夠平穩(wěn)下降，解決過電壓問題。除上述方法外，還可以將電抗器應(yīng)用其中，其高電壓限制效果同樣較好。

2.2 具體操作過程

高電壓限制應(yīng)遵循以下操作過程：

首先，應(yīng)做好仿真試驗。

其次，應(yīng)通過仿真試驗確定實際操作過程中應(yīng)采取的措施。

最后，應(yīng)在上述基礎(chǔ)上，合理應(yīng)用操作方法，提高限制操作的精確程度。

以合閘過程為例，應(yīng)在仿真試驗的基礎(chǔ)上，得出合閘電阻與電壓幅值之間的關(guān)系，并找出兩者之間變化的規(guī)律，當(dāng)確定兩者呈反比關(guān)系時，變能夠確定具體操作方法，即通過提高合閘電阻值，降低電壓幅值，最終應(yīng)根據(jù)上述步驟，完成過電壓限制操作。

3 特高壓輸電系統(tǒng)工頻過電壓限制策略

工頻過電壓的特點在于具有一定的持續(xù)性，即非暫時過電壓，一旦發(fā)生這一類型的過電壓問題，電網(wǎng)受到的影響更加嚴(yán)重。

為了解決這一問題，采取合理措施很有必要。對此，應(yīng)考慮應(yīng)用以下方面措施：

首先，工頻過電壓較大的破壞力與其持續(xù)過電壓的特點存在聯(lián)系，解決了持續(xù)性的問題，便能夠在一定程度上減少過電壓的危害，為了達到這一目的，可以在線路兩端設(shè)計聯(lián)動跳閘，實踐證明，這一措施在解決工頻過電壓方面效果較好。

其次，使用避雷器同樣能夠解決工頻過電壓的問題，但由于避雷器對于暫時性過電壓限制效果較好，因此在解決工頻過電壓問題時，要配合設(shè)計聯(lián)動跳閘的方式來實現(xiàn)。

最后，在特高壓輸電系統(tǒng)過電壓限制過程中，應(yīng)注意有關(guān)絕緣方面的問題，要將絕緣理念滲透到過電壓限制措施之中，以提高限制水平。

過電壓限制措施能夠起到一定的限制效果，但鑒于導(dǎo)致過電壓問題出現(xiàn)的原因的復(fù)雜性，為了最大程度的避免系統(tǒng)運行情況受到影響，還必須重視對系統(tǒng)的維護，要在固定的時間內(nèi)展開維護工作，以降低故障發(fā)生的幾率。

4 結(jié)論

特高壓輸電系統(tǒng)在運行過程中容易出現(xiàn)過電壓的問題，由此導(dǎo)致的電力系統(tǒng)功能無法順利發(fā)揮，會對用戶用電過程造成嚴(yán)重影響。根據(jù)過電壓表現(xiàn)形式的不同，應(yīng)采取不同的限制措施，并遵循相應(yīng)的操作流程，以為限制水平的提高提供基礎(chǔ)性的保證。需要注意的是，限制措施無法達到從根本上解決過電壓問題的目的，因此必須重視維護工作，降低過電壓問題的發(fā)生幾率，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

[1]谷定燮,周沛洪,戴敏,修木洪,何慧雯. 中日特高壓輸電系統(tǒng)過電壓和絕緣配合的比較分析[J]. 高電壓技術(shù),2009,06:1248-1253.

[2]陳秀娟,陳維江,沈海濱,李國富,張翠霞,車文俊,宋繼軍.特高壓輸電系統(tǒng)操作過電壓柔性限制方法[J]. 高電壓技術(shù),2007,11:1-5.

[3]孫才新,司馬文霞,趙杰,饒宏,張彌. 特高壓輸電系統(tǒng)的過電壓問題[J]. 電力自動化設(shè)備,2005,09:5-9.

[4]李楊,周浩,沈揚,孫可. 長距離大容量特高壓輸電線路甩負(fù)荷分閘過電壓的限制措施比較研究[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2013,12:3564-3570.

Over voltage limit analysis of UHV transmission system

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

This paper introduces the overvoltage of UHV transmission system,and from the UHV transmission system over voltage and power frequency over voltage two problems,given the specific over voltage limit strategy.

high voltage transmission system;over voltage limitation;analysis