750kV同塔雙回輸電線路電氣不平衡度及換位研究

涂亞男

【摘 要】本文主要講述了750kV同塔雙回輸電線路電氣不平衡度計(jì)算方法，750kV同塔雙回輸電線路電氣不平衡度分析及換位必要性的研究。對(duì)于750kV同塔雙回送電線路工程，推薦導(dǎo)線排列方式采用逆相序排列。

【關(guān)鍵詞】750kV；同塔雙回輸電線路；電氣不平衡度及換位

一、前言

電氣不平衡度是衡量輸電線路性能和電能質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)。同塔雙回線路電氣不平衡度不僅與導(dǎo)線空間布置有關(guān)，還跟相序排列方式有關(guān)。因此必須利用導(dǎo)線換位，并且采用適當(dāng)?shù)南嘈蚺帕蟹绞揭约皳Q位方向來(lái)減小線路的不平衡度。

二、750kV同塔雙回輸電線路電氣不平衡度計(jì)算

電氣不平衡度是衡量輸電線路性能和電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。該指標(biāo)的合理控制對(duì)輸電線路和整個(gè)電力系統(tǒng)具有重要意義。在傳輸線中，由于架空導(dǎo)線的參數(shù)不平衡，導(dǎo)致在電路正常工作期間各相導(dǎo)線的阻抗和導(dǎo)納參數(shù)不相等，導(dǎo)致產(chǎn)生不對(duì)稱的電流和電壓在系統(tǒng)中。系統(tǒng)電壓和電流不平衡時(shí)。超過(guò)允許等級(jí)時(shí)，可能會(huì)影響發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

系統(tǒng)中的負(fù)序電壓和負(fù)序電流會(huì)引起旋轉(zhuǎn)電機(jī)的加熱和振動(dòng)，變壓器漏磁增加和局部過(guò)熱，電源線路損耗增加，各種保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作。對(duì)于同塔雙回線，由于三相參數(shù)的不對(duì)稱性和各回路兩回路之間的電磁耦合關(guān)系，各回路的三相電壓和電流相互偏離，導(dǎo)致三相不平衡。對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備有很多不利影響。因此，有必要使用導(dǎo)線換位來(lái)減少傳輸線的不對(duì)稱性。

（一）計(jì)算條件

本項(xiàng)目系統(tǒng)額定電壓750kV，最高布置電壓800kV，最大輸出功率2300MW，功率因數(shù)0.9-0.95，塔型為與電線垂直排列的鼓塔。

（二）計(jì)算方法

根據(jù)《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》規(guī)定，不平衡度是指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡程度，以電壓或電流負(fù)序分量的均方根值的百分比表示，正值序列組件。電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常電壓不平衡允許值為2%，短時(shí)間不得超過(guò)4%。本文暫將2%作為輸電線路電壓不平衡限值，計(jì)算線路不平衡度，全部電壓不平衡度本文采用模擬計(jì)算方法計(jì)算架空線路不平衡度。假定電源和負(fù)載參數(shù)是對(duì)稱的，則使用多段π型等效電路來(lái)模擬架空線，并且根據(jù)線路的發(fā)射功率和功率因數(shù)來(lái)計(jì)算負(fù)載阻抗。通過(guò)提取線路末端的電壓和電流波形，通過(guò)相序變換獲得電壓和電流的階數(shù)分量，從而計(jì)算不平衡電壓和電流。

三、換位線路不平衡度分析

本文采用國(guó)際通用的電力系統(tǒng)分析軟件EMTP。相同相序中的雙回線路輸電線路不平衡量大于單回線路輸電線路的不平衡量，但同一回路中的雙回線路輸電線路處于反相狀態(tài)。有序排序和不同相序排列的不平衡程度小于單回線不平衡程度。

（一）通過(guò)分析可以得出結(jié)論：同塔雙回線不平衡程度不僅與導(dǎo)體的空間布局有關(guān)，而且與相序排列有關(guān)。同塔雙回線之間的電磁干擾是導(dǎo)致雙回線不平衡的重要原因。在相同的相序排列中，兩個(gè)電路之間的干擾是相互加強(qiáng)的；當(dāng)布置反相序列和不同相序時(shí)，兩個(gè)電路之間的電磁干擾相互抵消，使得同一塔上的兩個(gè)電路的不平衡小于單個(gè)電路的不平衡。不平衡程度。當(dāng)使用兩根單回路線路時(shí)，兩回路之間的距離很遠(yuǎn)，電磁耦合減小。結(jié)果，由此造成的不平衡程度也降低了。為了計(jì)算同塔的750kV雙回線路輸電線路，在電壓不平衡小于2%的條件下不能進(jìn)行換位的最大長(zhǎng)度，以及電壓不平衡與線路長(zhǎng)度之間的關(guān)系對(duì)于具有相同相序的線路，應(yīng)計(jì)算負(fù)載端子的電流。對(duì)于同一塔上的750kV雙回架空線，當(dāng)線路長(zhǎng)度超過(guò)120km時(shí)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)置。

（二）換位線不平衡度后，同塔雙回線的換位方式可分為兩種同向換位和雙向換位。有三種相序排列組合的轉(zhuǎn)換方法有六種。事實(shí)上，對(duì)于同相和異相訂單，它們必須以相同的方向進(jìn)行調(diào)換。對(duì)于反相位順序，必須執(zhí)行反轉(zhuǎn)換。只有這樣，每個(gè)換位分段線的相序才能在換位前后保持一致。圖1顯示了正確的轉(zhuǎn)置。

對(duì)于各種換位方式，全換位后的不平衡程度見(jiàn)表3.從表3可以看出，全換位后，對(duì)于相同方向的反相序列，不平衡度增加，線路在其他換位模式下，不平衡會(huì)減少。但是，對(duì)于反相換位和反相換位，換位后的不平衡仍然約為1%。對(duì)于其他三種轉(zhuǎn)位方法，轉(zhuǎn)位后的不平衡顯著降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。在完成換位后，對(duì)于單回路的三相線，空間的幾何布置基本達(dá)到平衡。三相之間的互電容和互阻抗基本相同。此時(shí)，不平衡程度基本上是兩個(gè)電路之間的差異。

因此，表3中所示的計(jì)算結(jié)果反映了導(dǎo)線的相序?qū)€路不平衡的影響。從中可以看出，為了減少兩個(gè)環(huán)路的不平衡，只有單個(gè)環(huán)路的全部轉(zhuǎn)換可能不符合要求。通過(guò)確定適當(dāng)?shù)南嘈蚺帕泻碗p回路的適當(dāng)開(kāi)關(guān)方向，可以減少不平衡程度。通過(guò)上述計(jì)算分析，采用反相逆序雙反轉(zhuǎn)換。異相序列是雙向的，同位置轉(zhuǎn)置，相同的相序是雙向的，同向轉(zhuǎn)置。完整換位后，可以滿足不平衡度限制值。

（三）分析研究，同塔雙回線不平衡度不僅與導(dǎo)體的空間布置有關(guān)，而且與相序的布置有關(guān)。在無(wú)換位情況下，同塔雙回輸電線路導(dǎo)線排列順序相同時(shí)，線路不平衡度大于逆相序線路不平衡程度，且不同相序排列模式。其中，雙回路電路在反向相序排列下線性最不平衡。相序排列相同的導(dǎo)體不平衡度大于單回路不平衡程度，而在反相序和不同相序排列情況下，雙回線不平衡度較小比單個(gè)電路的不平衡度。根據(jù)相同的相序控制，當(dāng)線路長(zhǎng)度超過(guò)120km時(shí)，同一塔上的750kV雙回架空線路必須轉(zhuǎn)置。全長(zhǎng)269km的750kV輸電線路采用兩條單回線路，對(duì)整條線路不平衡影響不大。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)750kV同塔雙回輸電線路電氣不平衡度及換位研究，對(duì)750kV同塔雙回輸電線路電氣不平衡度的計(jì)算，得出同塔雙回輸電線路的不平衡度不僅與導(dǎo)線相序排列方式有關(guān)，還與雙回路換位方向有關(guān)。計(jì)算結(jié)果表明：同相序排列時(shí)不平衡度最大，異相序次之，逆相序時(shí)最小；雙回路同向換位后的不平衡度明顯低于雙回路反向換位。

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