超高壓輸電線路空載時相位分析

胡艷艷

摘 要：由于超高壓輸電線路具有明顯的經濟和技術優勢，因此，在電力系統中得到了廣泛的應用和發展。遼寧500kv北渤二線在帶小負荷投運時一次電流為90A，而空載時電流為180A，電容電流對線路投運時的相位分析形成了嚴重的影響。基于此，該文分析了遠程輸電線路分布電容在線路空載投運時對相位測量的影響，提出消除影響的方法，以供借鑒。

關鍵詞：輸電線路 分布電容 相位測量

中圖分類號：TM86 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（b）-00-02

輸電線路本身是一個具有分布參數的電路，存在對地分布電容，會導致對地電容電流的增加。這個分布電容形成的電容電流，會隨著線路運行電壓的增高和線路長度的增加而增大。特別是超高壓線路，由于電容電流的數值較大，在線路處于各種運行狀態下線路兩側電流的大小及相位關系均隨電容電流值的增大而相應變化。該文分析了投運線路的分布電容對線路投運的影響，并提出相位分析的具體方法。

1 輸電線路分布電容對保護的影響

1.1 輸電線路正常運行時電容電流的影響

在正常對稱負荷運行方式下，電容電流將使線路兩側電流之間出現一定的相位差。

如圖l所示，從M側向N側輸送功率，計及分布電容的影響后，可繪出相量圖如圖2所示。

由圖2可見，線路兩側電流間存在相位差φ，而且當輸送功率減小時，此相位差將增大。

1.2 空載時的電容效應

長距離超高壓輸電線路由于線路采用分裂導線，線路的相間和對地電容均很大；在線路帶電的狀態下，線路相間和對地電容中產生相當數量的容性無功功率，且與線路的長度成正比。l00km長的500kV線路容性無功功率為100～120Mvar，為同樣長度的220kV線路的6～7倍。對于長線路，其數值可達200～300kvar。而且如果線路處于空載狀態，所產生的容性電流導致沿線電壓分布不均勻。大量容性功率通過系統感性元件時，致使線路末端電壓升高。

2 實例說明

北渤二線為擴建工程，渤海變側擴建5021斷路器間隔，北寧變側擴建5033間隔，系統圖如圖3所示。送電時先由5021帶小負荷給北渤二線充電、測相位。然后5022環并試投運。測相位時我們所持鉗形相位表是“Ⅰ”路接電流“Ⅱ”路接電壓，鉗形夾子“*”端朝向電纜側，電壓回路取UAN為基準電壓。

2.1 測量相位數據如下

（1）5021環并帶小負荷送電時相位測量數據：103C（線路保護一4111卷）A相32.5mA∠285°， B相30.5mA∠44°，C相31.5mA∠168°，N2.6mA；931DM（線路保護二4121卷）A相32.2mA∠285°， B相30.0mA∠44°，C相30.3mA∠162°，N2.5mA；5041斷路器測控4141卷A相63.8mA∠88°， B相59.6mA∠206°，C相60.7mA∠328°，N4.6mA；5021母差一4161卷A相 31.2mA∠277°， B相29.4mA∠35°，C相29.9mA∠161°，N2.2mA；5041母差一4161卷A相62.5mA∠86°， B相57.5mA∠200°，C相60.9mA∠321°，N4.8mA。

（2）5022環并送電時相位測量數據：103C（線路保護一4111卷）A相44.6mA∠228°，B相40.0mA∠345°，C相42.0mA∠109°，N3.0mA；931DM（線路保護二4121卷）A相44.4mA∠230°， B相42.0mA∠345°，C相44.0mA∠108°，N3.0mA；P1=-86.5MW，Q=-91MW。

2.2 檢測相位是否正確的幾個依據

（1）首先需要確保CT回路接線正確送電前方法：CT回路點極性、一次系統升流。投運時方法：用測得的數據進行分析。

（2）相位分析：首先看送電第一步（5021環并送電）此時因為是由5041開關充5021，根據潮流走向分析5041測控與5021保護角差197°，兩母差卷角差191°，相序為正相序，所以判斷接線及相位正確。

（3）與對側相位比較分析。眾所周知，正常運行時兩側相角差180°。而該次測量對側A相相位300°，與本側相差70°。70°角差產生原因分析：合環空充線路時線路上主要是無功電容電流，系統的等值電路如圖4所示，由于雙母線電壓近似相等U1=U2，而相角有較小差別∮AB≠0，因此兩母線間會有有功穿越，假設潮流方向由M到N，易知IMP=INP，IMQ≈-INQ，且有功電流、無功電流夾角為90°，則流經5021、5022斷路器CT的電流IM=IMP+IMQ， IN=INP+INQ，其相量關系如圖5所示，易知電流IM、IN的夾角為（0，360°），其大小取決于兩母線功率交換及空充線路電容的大小，所以和對側電流有可能出現夾角為70°的情況。

3 結語

超高壓輸電線線路投運時，由于電容電流的影響，對線路正確投運造成重大影響。有條件情況下最好分步帶負荷檢查，亦可參考文中上述三點分析，以提高空載投運時相位檢測的正確性。

參考文獻

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