單回線路垂直排列電氣不平衡度及換位研究

梁盼望

（中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，廣東 廣州510663）

0 引言

國內廣泛應用的緊湊型輸電線路是倒三角排列的單回緊湊型輸電線路，走廊寬度較之普通線路已有大幅壓縮，但對于部分局部地區走廊特別擁擠的地段，可采用垂直排列單回線路來進一步壓縮線路走廊。本文以500 k V垂直排列緊湊型單回架空線路為例，利用ATP－EMTP仿真軟件對其電氣不平衡度及換位方式進行研究，為工程應用提供參考。

1 計算條件和方法

1.1 計算條件

計算模型——500 k V單回線路的三相導線在塔窗內垂直布置，相間不設置導線橫擔，相間垂直距離取9.0 m，導線采用4×JL／G2 A－720／50型鋼芯鋁絞線，四分裂間距取500 mm，地線采用JLB40－150型鋁包鋼絞線。導線最小離地高度按規范要求的11.0 m，導線弧垂取12.5 m，地線弧垂取9.5 m。單回線路經濟輸送容量2 245 MVA。計算中不考慮整個輸電網絡的影響，按照一端電源、一端負荷建模。為了反映線路的不平衡，采用對稱三相負載。

1.2 計算方法

采用國際上廣泛應用的 ATP－EMTP程序［1－2］，得到線路穩態時的相參數，利用相序轉換矩陣、經過MATLAB運算后得到線路的序參數。

2 不平衡度的定義和限值

根據《電能質量三相電壓不平衡》GB／T15543—2008［3］規定，不平衡度指三相電力系統中三相不平衡的程度，用電壓或電流負序分量與正序分量的均方根值百分比表示。但GB／T15543—2008和GB755—2008［4］均未對輸電線路本身引起的不平衡度做出規定。較多文獻［1，5］采用2%作為限值，本文也暫按2%考慮，負序電流縱向不平衡度暫按5%考慮。

3 計算結果和討論

3.1 不換位線路的不平衡

對單回線路三相導線垂直排列時，存在兩種相序布置方式，即排列P1（上A、中B、下C）和排列P2（上A、中C、下B），計算不換位情況下線路長度為50 k m、100 k m、150 k m、200 k m時兩種相序排列方式下負序電壓不平衡度（用D2表示，下同）及負序電流不平衡度（用M2表示，下同），結果如表1所示。可見，相序排列方式P1下電氣不平衡度略大；各相序排列方式下線路的負序電壓不平衡度和負序電流不平衡度均隨線路長度的增加而增大；當線路長度為100 k m時，線路的負序電壓不平衡度已超過限值2%，采用插值法求得三相導線垂直排列單回線路在線路長度為84.8 k m時，需要通過換位改善線路的電氣不平衡。

表1 不同相序布置下線路的電氣不平衡度

3.2 換位線路的不平衡

根據線路規程規定：中性點直接接地的電力網，長度超過100 k m的輸電線路宜換位，換位循環長度不宜大于200 k m。本文計算線路長度為75 k m、100 k m、125 k m、150 k m、175 k m、200 k m時線路采用不換位1基換位）（2基換位）情況下線路的電氣不平衡度，如表2所示?？梢?，采用1基換位時線路的不平衡度約為不換位時的1／2，采用2基換位時，三相導線空間位置理論上是對稱的，線路的不平衡度也較前2種方式大幅度減小，遠小于限值的要求；當線路長度超過175 k m時采用1基換位塔已不能滿足電氣不平衡度要求，需采用2基換位塔的換位布置。

表2 不同換位方式下線路的電氣不平衡度

4 結論

本文以500 k V垂直排列單回路緊湊型為例，采用ATPEMTP仿真軟件研究了線路電氣不平衡和換位方式，主要結論如下：（1）不換位時，相序排列方式P1下電氣不平衡度略大。各相序排列方式下線路的負序電壓不平衡度和負序電流不平衡度均隨線路長度的增加而增大。（2）當線路長度超過84.8 k m時，需要通過換位改善線路的電氣不平衡。（3）采用1基換位時線路的不平衡度約為不換位時的1／2；采用2基換位時，三相導線空間位置理論上是對稱的，線路的不平衡度也較前兩種方式大幅度減小，遠小于限值的要求。（4）當線路長度超過175 k m時采用1基換位塔已不能滿足電氣不平衡度要求，需采用2基換位塔的近似換位循環布置方式。

［1］張要強，張天光，王予平，等.1 000 k V同塔雙回路輸電線路電氣不平衡度及換位問題研究［J］.電網技術，2009，33（1）：1－4，10.

［2］戴雨劍.基于EMTP的高壓輸電線路換位研究［J］.電網技術，2006，30（S1）：133－135.

［3］GB／T15543—2008 電能質量三相電壓不平衡［S］.

［4］GB755—2008／IEC60034－1：2004 旋轉電機：定額和性能［S］.［5］中國電力工程顧問集團公司.皖電東送淮南—上海輸變電工程［R］，2008.