500kV輸電系統電磁暫態研究

徐曉雨黃家棟

（1.華北電力大學，河北保定 071003；2.遼寧省電力有限公司建設管理中心，遼寧沈陽 110059）

500kV輸電系統電磁暫態研究

徐曉雨1，2黃家棟1

（1.華北電力大學，河北保定 071003；2.遼寧省電力有限公司建設管理中心，遼寧沈陽 110059）

通過采用新版本的電力電子與電磁暫態計算程序（EMTPE），在東北電網作必要等值的基礎上，對500kV輸電線路的電磁暫態問題進行研究，主要確定500kV輸電線路的電氣參數和高壓并聯電抗器配置方案及中性點小電抗選擇。

電磁暫態 高壓并聯電抗器 中性點小電抗

1 引言

本工程計算采用新版本的電力電子與電磁暫態計算程序（EMTPE），以阜新～鶴鄉500kV線路為例對500kV輸電線路電磁暫態問題研究以下內容：（1）確定500kV輸電線路的電氣參數；（2）研究確定高壓并聯電抗器配置方案及中性點小電抗選擇。

2 系統條件

阜新及赤峰地區電力系統典型運行方式為：白音華電廠2× 600MW機組、大板電廠2×600MW機組滿發況，主要線路潮流及電壓如表1所示，利用EMTPE仿真程序計算了500kV同塔雙回輸電線路的工頻電氣參數，詳見表2。按阜鶴I回線阜新側安裝1×150Mvar的高抗，阜鶴II回線鶴鄉側安裝1×120Mvar的高抗。

3 工頻暫態研究

3.1 中性點小電抗最佳值計算

利用上述計算公式，結合研究線路的參數，可求得各線路高壓并聯電抗器中性點小電抗最佳值。按照全補償的原則，阜新側的中性點小電抗最佳值Xn約為612.5Ω，鶴鄉側的中性點小電抗最佳值Xn約為1348.1Ω。

研究經驗和工程實際應用表明，高壓并聯電抗器中性點小電抗的取值范圍較大，不一定選擇全補償小電抗，而以滿足抑制工頻諧振過電壓和限制潛供電流的要求為原則。因此，本次計算分別選取400Ω～800Ω作為阜新側的高壓并聯電抗器中性點小電抗阻值、800Ω ～1200Ω作為鶴鄉側的阻值。

3.2 工頻諧振過電壓

在線路斷路器出現非全相操作時，帶電相電壓將通過相間電容耦合到斷開相。當線路上裝設高壓并聯電抗器時，若參數配合不當，則有可能出現串聯諧振，在斷開相上出現很高的工頻諧振過電壓，將危及高抗及線路設備的絕緣，造成設備損壞。根據規程規定，當線路上裝設有高壓并聯電抗器時，需要驗算該線路的工頻諧振過電壓情況。

表1 500kV阜新～鶴鄉輸電線路參數

表2 阜新～鶴鄉輸電線路序參數結果表

當阜鶴II回線路運行時，阜鶴I回線路斷開相上的最高感應電壓出現在中性點小電抗為400Ω、兩相斷開的情況下，有效值為81.78kV；中性點小電抗上的最高工頻過電壓出現在中性點小電抗為400Ω、兩相斷開的情況下，有效值為53.63kV。

當阜鶴II回線路檢修停運時，阜鶴I回線路斷開相上的最高感應電壓出現在中性點小電抗為400Ω、兩相斷開的情況下，有效值為97.02kV；中性點小電抗上的最高工頻過電壓出現在中性點小電抗為400Ω、兩相斷開的情況下，有效值為61.87kV。

當阜鶴II回線路備用時，阜鶴I回線路斷開相上的最高感應電壓出現在中性點小電抗為400Ω、兩相斷開的情況下，有效值為234.55kV；中性點小電抗上的最高工頻過電壓出現在中性點小電抗為400Ω、兩相斷開的情況下，有效值為98.08kV。

4 結語

當阜新～鶴鄉I回線路阜新側的高壓并聯電抗器中性點小電抗阻值范圍選取400Ω～800Ω、阜新～鶴鄉II回中性點小電抗阻值范圍選取800Ω～1200Ω時，在線路雙回運行、一回線路運行另一回線路檢修停運、一回線路運行另一回線路備用等三種運行情況下阜鶴雙回線路均無工頻諧振問題。

［1］電力工業部.交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合.DL/T620-1997.

［2］曹榮江.“電力系統潛供電弧自滅特性的模擬研究”.電力科學研究院，1994.11.

［3］林集明，蔣衛平，班連庚.500kV斷路器取消合閘電阻后的絕緣配合問題.電力部電力科學研究院，1994年7月.

［4］［美］J.G.安德生，等.345千伏及以上超高壓輸電線路設計參考手冊.電力工業出版社，1981.

徐曉雨（1983—），男，在職研究生在讀，工程師，主要從事500千伏輸變電工程建設管理工作。