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，雷擊現象會引發特高壓共走廊輸電線路的電磁耦合，進而影響電力設備的正常使用。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，我國特高壓電網在傳輸容量、電壓等級以及傳輸距離等參數方面發生了顯著增加。在這種背景中，當雷擊天氣中的雷電擊中特高壓電網之后，其會為特高壓共走廊輸電線路帶來極大的經濟損失。在這種情況下，應該通過適宜改善措施的應用，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絡、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生從一側向另外一側傳輸能量的變化。

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 電磁耦合產生原理

在雷擊天氣中，繞機跳閘的發生會引發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象的發生概率極高。當這種現象產生之后，電磁耦合效應會在輸電線路的交直流線路之間產生。這種效應的出現會引發輸電線路停運線路部分的感應電流以及感應電流的數值發生顯著增加。在這種情況下，停運線路中包含的電力設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，線路產生雷擊故障的概率也會發生相應變化。這種變化雖然不屬于線性變化，但該參數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下，雷電流幅值對暫態感應電流以及感應電壓這兩種參數產生的影響作用相對較小。如果對雷電流幅值這種參數進行增加處理，特高壓輸電線路所產生感應電流以及電壓的暫態峰值會隨之發生增加變化。

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生感應電流以及感應電壓的影響效果相對較小。當輸電線路的雷擊位置發生變化時，靜電感應電壓參數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向垂直接近距離不斷增加的背景中，針對該輸電線路應用正三角、倒三角加設方式之后，線路所產生的感應電流以及感應電壓會發生降低變化，但其降低范圍相對較小。這種現象表明，在該狀態下，應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。針對該輸電線路應用正三角、鼓形、倒三角架設方式之后，該輸電線路停運線路部分所產生的靜電感應電流和感應電壓都會發生減小變化。這兩種參數產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）交直流線路邊相導線水平接近距離改善措施

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

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、倒三角架設方式改善措施

應用這種改善措施之后，在交直流輸電線路間下層導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都會發生一定程度的降低。這兩種參數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電流以及電壓這兩種參數也會發生相應的降低，但這兩種參數的改善效果相對靜電感應電壓而言，程度較輕。

（2）單交直走廊的邊相導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交流導線的架設類型為正三角、水平、倒三角情況時，隨著交直流線路中邊相導線水平接近距離數值的不斷增加，輸電線路的停運線路部分產生的感應電流以及感應電壓都會產生減小變化。這兩種參數的變化屬于非線性變化。當邊相導線的水平距離超出30m范圍時，將線路的架設方式調整為倒三角、正三角以及水平架設狀態時，線路所產生感應電流以及感應電壓之間的相差數值相對較小。當邊相導線的水平接近距離的數值處于30m范圍內時，將架設方式調整為倒三角方式之后，線路感應電流以及感應電壓參數的降低效果更加明顯。

4 結論

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生特高壓共走廊運行現象。為了降低電磁耦合引發的不良影響，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用不同的改善措施，以實現對感應電流及感應電壓參數的合理控制。

[1] 熊萬亮.超/特高壓輸電走廊雷電繞擊特征及電磁耦合特性研究[D].西南交通大學,2013.

[2] 朱軍,吳廣寧,張龍偉,曹曉斌,楊琳,任志超. 非全線并行架設的共用走廊高壓輸電線路電氣不平衡度及其影響因素分析[J]. 高電壓技術,2014,12:3942-3952.

[3] 田野. 基于功率譜的超/特高壓輸電線路單相自適應重合閘研究[D].重慶大學,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化[J]. 電力自動化設備,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