并行交直流輸電線路感應(yīng)電流研究

左軍，趙少鋒

(湖北省電力裝備有限公司，湖北 武漢 430000)

1 引言

實(shí)現(xiàn)電力能源的可持續(xù)發(fā)展，離不開電力網(wǎng)絡(luò)這一高效便捷的能源輸送通道。當(dāng)前，國家電網(wǎng)公司計(jì)劃投建的特高壓輸電線路中，不乏出現(xiàn)通過已有電力通道架設(shè)新建線路的工程，密集的線路之間通過電磁場(chǎng)的聯(lián)系會(huì)形成較嚴(yán)重的相間干擾，這些干擾對(duì)通信設(shè)備的影響較大，且不利于線路運(yùn)維檢修工作的開展。對(duì)此，本文針對(duì)交直流輸電線路就感應(yīng)電流方面開展深入分析，重點(diǎn)研究感應(yīng)電流受各因素的影響，為多線路并行的交直流輸電線路電磁環(huán)境的研究提供一定的參考。

2 感應(yīng)電流的分類

感應(yīng)電流可以分為電磁感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)電流是指兩端接地的導(dǎo)體在交變的電磁場(chǎng)中，由于互感的作用，形成在線路與大地回路上的電流。靜電感應(yīng)電流是指在僅有一端接地的施工線路中，導(dǎo)體的感應(yīng)電荷通過對(duì)地電容流入大地時(shí)，在接地端檢測(cè)得到的電流。

3 電磁感應(yīng)電流影響因素研究

3.1 輸送電流

對(duì)于特高壓交直流輸電線路，線路電壓波動(dòng)較小，但交流線路輸送電流會(huì)發(fā)生變化。交流輸電線路輸送電流為 1000A、1500A、2000A、3000A、4000A和5000A時(shí)的直流線路接地線上電磁感應(yīng)電流如圖1所示。

圖1 不同交流輸送電流的變化曲線

如圖1所示，隨著交流線路輸送電流的增大，電磁感應(yīng)電流呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，并且?guī)缀蹩梢钥醋骶€性增長。

3.2 并行長度

針對(duì)線路施工長度為1～8km時(shí)，計(jì)算交流線路不同平行間距時(shí)，電磁感應(yīng)電流的變化曲線。

如圖2所示，隨著線路并行長度的增大，電磁感應(yīng)電流也隨之增大，并且?guī)缀醭示€性增長。當(dāng)交流線路的平行間距增大時(shí)，電磁感應(yīng)電流呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，但減小程度有所不同，隨著平行間距的增大，感應(yīng)電流的變化程度逐漸平緩。

圖2 不同并行長度的變化曲線

3.3 間距

當(dāng)施工線路高度分別為40m、50m和60m時(shí)，計(jì)算特高壓交流線路不同間距時(shí)電磁感應(yīng)電流變化曲線如圖3所示。

如圖3所示，隨著并行間距的增大，電磁感應(yīng)電流呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，并且在并行間距在30m～90m范圍內(nèi)，電磁感應(yīng)電流變化趨勢(shì)最劇烈，而在90m～120m范圍內(nèi)，電磁感應(yīng)電流變化趨勢(shì)非常平緩。同時(shí)，隨著線路高度的增大，感應(yīng)電流也隨之減小，且變化較大。

圖3 不同間距的變化曲線

3.4 高度

下面計(jì)算不同線路高度情況下，電磁感應(yīng)電流的變化規(guī)律，計(jì)算結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同高度的變化曲線

如圖4所示，隨著線路高度的增大，電磁感應(yīng)電流的變化較為復(fù)雜，在高度為40m～70m范圍內(nèi)，感應(yīng)電流大致為減小趨勢(shì)，當(dāng)高度在70m～90m范圍內(nèi)，感應(yīng)電流為增大趨勢(shì)，而高度超過90m后，感應(yīng)電流逐漸減小。觀察圖4可知，感應(yīng)電流隨線路高度的變化趨勢(shì)大致為“M”型變化。

3.5 土壤電阻率

計(jì)算不同土壤電阻率下，電磁感應(yīng)電流的變化趨勢(shì)，計(jì)算結(jié)果如圖5所示。

如圖5所示，隨著土壤電阻率的增大，感應(yīng)電流隨之減小，整體變化趨勢(shì)可以近似看作線性變化。

圖5 不同土壤電阻率的變化曲線

3.6 非全線運(yùn)行

設(shè)置并行長度在4m～8m范圍內(nèi)，計(jì)算并行線路全線運(yùn)行與非全線運(yùn)行兩種情況下，電磁感應(yīng)電流的變化趨勢(shì)，計(jì)算結(jié)果如圖6所示。

圖6 感應(yīng)電流變化曲線

如圖6所示，比起并行線路非全線運(yùn)行情況，當(dāng)并行線路全線運(yùn)行時(shí)，電磁感應(yīng)電流有所增大，但隨著并行線路的增大，感應(yīng)電流變化趨勢(shì)逐漸平緩。

4 結(jié)論

隨著并行交直流線路規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其周圍電磁環(huán)境逐漸成為亟待研究的重要問題。為此，本文針對(duì)并行交直流線路電磁環(huán)境的影響因素問題，重點(diǎn)研究了輸送電流、并行長度、線路間距、線路高度、土壤電阻率及非全線運(yùn)行耦合對(duì)電磁感應(yīng)電流的影響規(guī)律。本文所得結(jié)論對(duì)后續(xù)并行輸電線路的電磁環(huán)境研究提供了一定的理論依據(jù)。