500 kV惠汕輸電系統內過(guò)電壓的研究結果和分析

摘　要　惠汕500 kV輸電線(xiàn)路長(cháng)268 km，由于取消出線(xiàn)斷路器的合閘電阻，使統計操作過(guò)電壓和線(xiàn)路閃絡(luò )率偏高。為降低統計操作過(guò)電壓和線(xiàn)路閃絡(luò )率，設計中在線(xiàn)路中間裝設一組線(xiàn)路型444 kV MOA(氧化鋅避雷器)，屬?lài)鴥仁讋?chuàng )；為限制潛供電流，線(xiàn)路兩側各裝置一組120 Mvar高抗，但投產(chǎn)前有一組高抗因鐵心接地返回制造廠(chǎng)修理。在只有一組高抗，內過(guò)電壓和潛供電流比較嚴重條件下，為確�；萆蔷�(xiàn)按時(shí)安全投產(chǎn)，通過(guò)反復研究和分析，提出安全措施，使惠汕線(xiàn)順利投產(chǎn)，并為惠汕線(xiàn)和長(cháng)線(xiàn)路編制運行規程提供了依據。關(guān)鍵詞　輸電　內過(guò)電壓　研究1　研究過(guò)程及主要結論1.1　設計階段的研究結論　　1994年，當惠汕輸電工程進(jìn)入初步設計階段時(shí)，廣東省電力設計研究院(下簡(jiǎn)稱(chēng)“設計院”)與原電力部電力科學(xué)研究院(下簡(jiǎn)稱(chēng)“電科院”)共同開(kāi)展對該工程內過(guò)電壓的計算研究。該工程踏勘的線(xiàn)路長(cháng)293 km，研究的關(guān)鍵問(wèn)題是：在線(xiàn)路兩側出線(xiàn)斷路器取消合閘電阻的條件下，如何采取措施把統計操作過(guò)電壓和線(xiàn)路閃絡(luò )率限制在規程和規定的范圍內，確保輸變電設備的安全。由于惠汕線(xiàn)是國內當前不裝合閘電阻的最長(cháng)線(xiàn)路，且需要在線(xiàn)路中間裝設一組線(xiàn)路型氧化鋅避雷器(屬?lài)鴥仁讋?chuàng ))，因此，本工程的內過(guò)電壓研究比短線(xiàn)路復雜得多。如果采用常規的計算模型，即線(xiàn)路參數是固定不變的，則統計操作過(guò)電壓和線(xiàn)路閃絡(luò )率均超過(guò)規程的規定值，因此本研究采用復雜的J.MAITI模型。這個(gè)模型按桿塔的實(shí)際尺寸、對地平均距離以及土壤電阻率來(lái)進(jìn)行計算，并考慮線(xiàn)路參數隨頻率的變化而改變，即顧及線(xiàn)路的高頻特性。這個(gè)精確模型計算所需時(shí)間較長(cháng)，每種運行方式需要十幾分鐘(常規模型幾秒鐘即可計算一種方式)。精確模型的計算結果較之常規模型可降低統計操作過(guò)電壓10%左右，也相應降低線(xiàn)路閃絡(luò )率，也就是說(shuō)，采用精確模型在運行上減少10%的裕度。計算結果見(jiàn)電科院和設計院于1994年11月編制的《惠州—汕頭500 kV輸電系統內過(guò)電壓及絕緣配合研究》，該研究的主要結論為：　　a)惠汕線(xiàn)兩側需各裝1臺120 Mvar高壓并聯(lián)電抗器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“高抗”)，中性點(diǎn)小電抗均取值750 Ω�！　�b)惠汕線(xiàn)地線(xiàn)材料采用GJ-70型鋼絞線(xiàn)是可行的�！　�c)在線(xiàn)路不采用快速三相重合閘條件下，惠汕線(xiàn)出線(xiàn)斷路器可以取消并聯(lián)合閘電阻。由于取消合閘電阻后線(xiàn)路閃絡(luò )率仍較高，因此，必須在線(xiàn)路揭陽(yáng)側加裝一組444 kV氧化鋅避雷器(MOA)。在三組444 kV MOA投運后，合空線(xiàn)過(guò)電壓與線(xiàn)路閃絡(luò )率均能滿(mǎn)足要求(兩組母線(xiàn)420 kV MOA在合空線(xiàn)時(shí)也投入運行)�！　�d)在操作過(guò)電壓下，MOA的最大能耗為允許值的23%；在故障操作過(guò)電壓下，MOA的最大能耗為允許值的19.6%。因此，把MOA作為操作過(guò)電壓的主保護，MOA仍有較大的裕度�！　�e)合汕頭空載變壓器時(shí)，應投入該主變低壓側一組低壓電抗器(45 Mvar)，以防止主變發(fā)生諧振過(guò)電壓。1.2　投產(chǎn)前的補充研究　　500 kV惠汕輸變電工程于1997年12月18日投產(chǎn)。投產(chǎn)前設備測試時(shí)發(fā)現汕頭側高壓并聯(lián)電抗器鐵心接地，該高抗必須返回廠(chǎng)家修理，不能與工程同時(shí)投產(chǎn)。汕頭側高抗對惠汕工程安全投產(chǎn)和運行調度有較大影響，且惠汕線(xiàn)實(shí)際長(cháng)度為268 km(不是1994年在圖紙上選線(xiàn)的293 km)，因此，500 kV惠汕輸變電工程啟動(dòng)委員會(huì )要求對該工程內過(guò)電壓進(jìn)行補充研究�！　�1997年12月上旬，有關(guān)人員對線(xiàn)路的參數進(jìn)行實(shí)測，啟動(dòng)委員會(huì )又要求按實(shí)測參數再進(jìn)行一次過(guò)電壓研究，以確保啟動(dòng)的安全。這次研究，我們將母線(xiàn)型避雷器、線(xiàn)路型避雷器、線(xiàn)路中間的避雷器的實(shí)際伏安特性，線(xiàn)路的實(shí)際長(cháng)度，汕頭側高抗無(wú)法同步投產(chǎn)等實(shí)際因素都考慮了進(jìn)去，采用實(shí)測參數進(jìn)行研究，并采用實(shí)際桿塔尺寸按高頻特性得出的線(xiàn)路參數進(jìn)行研究�！　∵@兩次補充研究的主要結論是：　　a)在汕頭側高抗退出運行時(shí)，要延長(cháng)單相重合閘的重合間隔時(shí)間，建議取1.5 s(0 s發(fā)生單相故障，0.1 s線(xiàn)路兩側單相開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，1.5兩側單相開(kāi)關(guān)重合)；若線(xiàn)路上有兩臺高抗運行時(shí)，時(shí)間間隔可取為1 s�！　�b)在汕頭側合空線(xiàn)時(shí)，合閘前汕頭站500 kV母線(xiàn)電壓不宜超過(guò)530 kV，在系統條件允許的情況下，可以進(jìn)一步降低合閘前母線(xiàn)電壓水平�！　�c)汕頭側出線(xiàn)斷路器至惠汕線(xiàn)第一基桿塔之間的相間最小凈距離應大于4.4 m(在不刮風(fēng)條件下其正常距離為7～8 m，開(kāi)關(guān)操作時(shí)如遇刮風(fēng)，應注意這一距離)�！　�d)合汕頭空載變壓器時(shí)，合閘前變壓器低壓側至少要投入一組低壓電抗器，如合閘前汕頭站母線(xiàn)電壓超過(guò)535 kV，宜投入兩組或三組低抗，如果汕頭站母線(xiàn)電壓超過(guò)550 kV，或空載變壓器低壓側接有電容器時(shí)，不宜進(jìn)行合空變操作，避免主變發(fā)生諧振�！　�e)應投入過(guò)電壓保護裝置，保護整定時(shí)間取0.5 s，工頻過(guò)電壓倍數取1.4 p.u.�！　�f)運行時(shí)除按上述要求外，還要參照電科院與設計院1994年11月編制的《惠州—汕頭500 kV輸電系統內過(guò)電壓及絕緣配合研究》、1997年11月編制的《惠州—汕頭500 kV輸電系統內過(guò)電壓及絕緣配合補充研究之二》等研究報告的其他要求。2　對實(shí)測參數及設備參數計算結果的分析2.1　實(shí)測參數的計算結果　　1997年12月上旬，有關(guān)人員對線(xiàn)路參數進(jìn)行實(shí)測，其中，正序電容的實(shí)測值C1=0.015 19 μF／km，按桿塔的實(shí)際排列尺寸及接地方式和土壤電阻率并考慮高頻特性計算得到的計算正序電容C1=0.013 17 μF／km，二者相比，實(shí)測正序電容大15.34%，即是說(shuō)，268 km的惠汕線(xiàn)，如按實(shí)測電容計，其充電功率相當于309 km的線(xiàn)路。按實(shí)測參數進(jìn)行計算，可得到下列結果：　　a)在線(xiàn)路中間有MOA條件下惠汕線(xiàn)合空線(xiàn)最大過(guò)電壓值達2.14 p.u.，統計操作過(guò)電壓達2.06 p.u.，超過(guò)國家標準2.0 p.u.，如果沒(méi)有中間MOA(裝于揭陽(yáng)線(xiàn)路側)，則最大過(guò)電壓值及統計操作過(guò)電壓值比上述數值還高。按照國家標準，則惠汕線(xiàn)兩側出線(xiàn)斷路器均要裝設并聯(lián)合閘電阻，否則合空線(xiàn)將不會(huì )成功，但該工程已臨近投產(chǎn)，要裝合閘電阻已不可能�！　�b)由于實(shí)測正序電容C1比計算值大15.34%，，造成相間電容相應增大(相間電容Cφ=(C1－C0)／3。在汕頭側高抗退出運行的條件下，潛供電流達46.6 A，而采用計算所得的正序電容，所得計算結果，潛供電流才29.9 A，二者相比，實(shí)測參數的潛供電流大56%，單相重合閘的重合間隔時(shí)間必須延長(cháng)，否則重合閘不可能成功。2.2　對實(shí)測參數的分析　　本次惠汕線(xiàn)實(shí)測正序電容C1=0.015 19 μF／km，比計算值大15.34%。查閱省內的沙江線(xiàn)實(shí)測值C1=0.013 77 μF／km，核增線(xiàn)實(shí)測值C1=0.013 μF／km，蓄羅線(xiàn)實(shí)測C1=0.013 4 μF／km，羅增線(xiàn)實(shí)測值C1=0.013 9 μF／km，查閱國內華北電網(wǎng)大同—金山實(shí)測C1=0.013 17 μF／km，廣西天平線(xiàn)實(shí)測C1=0.013 59 μF／km，天來(lái)線(xiàn)實(shí)測C1=0.013 59 μF／km，就是說(shuō)大多數500 kV線(xiàn)實(shí)測線(xiàn)路正序電容與計算值十分相近，實(shí)測結果的波速均為290 000 km/s以上(本應300 000 km/s，但線(xiàn)路有電阻阻尼)，而惠汕線(xiàn)按實(shí)測參數計，其波速為270 000 km/s(波速v=1／L1 C1)，說(shuō)明實(shí)測的正序電容偏大，使波速降低(實(shí)測正序電感與計算值相近)�！　�實(shí)測電容偏大的原因，有設備的原因，也有公式換算的原因，如用分布參數計算，比用集中參數計算可縮小3%～4%的誤差�！　∮捎诓捎脤�(shí)測參數進(jìn)行計算是在投產(chǎn)前幾天進(jìn)行的，為了不影響投產(chǎn)的時(shí)間安排，經(jīng)設計院與電科院取得一致意見(jiàn)，又采用計算參數進(jìn)行研究。上述投產(chǎn)前兩次補充研究的6條結論，主要是采用計算參數的結果而得出的。1997年12月18日，惠汕線(xiàn)順利投產(chǎn)的實(shí)踐證明，采用計算參數所得的結果是經(jīng)得起考驗的，是有科學(xué)根據的。當然，惠汕線(xiàn)在投產(chǎn)時(shí)由于汕頭側高抗無(wú)法同步投產(chǎn)，投產(chǎn)時(shí)的技術(shù)條件相對來(lái)說(shuō)比較復雜和惡劣，能夠一次投產(chǎn)成功，是各方共同努力的結果，其中，也有電科院有關(guān)專(zhuān)家所作的貢獻。2.3　線(xiàn)路中間避雷器伏安特性對計算結果的影響　　惠汕線(xiàn)兩側的線(xiàn)路型氧化鋅避雷器444 kV MOA是西安電瓷廠(chǎng)制造的，而線(xiàn)路中間揭陽(yáng)側的線(xiàn)路型氧化鋅避雷器是西安電瓷研究所特制的，因為線(xiàn)路中間避雷器需置于鐵塔之上，由于結構上的原因，該避雷器的伏安特性與兩側避雷器不能完全一致，中間避雷器在操作沖擊電流2 kA時(shí)的沖擊殘壓為900 kV，而兩側線(xiàn)路型避雷器在操作沖擊電流2 kA時(shí)的沖擊殘壓為862 kV，中間避雷器殘壓提高4.4%，從而導致線(xiàn)路的過(guò)電壓水平和線(xiàn)路閃絡(luò )率相應提高。盡管所提高的相對值不大，但對取消合閘電阻的長(cháng)線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，這也是影響過(guò)電壓的一個(gè)因素。3　結論　　500 kV惠汕線(xiàn)是當前國內出線(xiàn)斷路器取消合閘電阻的最長(cháng)線(xiàn)路。工程于1997年12月18日順利投產(chǎn)，說(shuō)明了計算研究工作是正確的和科學(xué)的�！　』萆蔷�(xiàn)在限制內在過(guò)電壓方面有如下設計特點(diǎn)：1)惠汕線(xiàn)是當前國內出線(xiàn)斷路器取消合閘電阻最長(cháng)的500 kV線(xiàn)路；2)取消合閘電阻后使統計操作過(guò)電壓放線(xiàn)路閃絡(luò )率偏高，為確保合空線(xiàn)的成功和便于運行操作，在揭陽(yáng)側加裝一組444 kV MOA(氧化鋅避雷器)，屬?lài)鴥仁讋?chuàng )；3)為限制潛供電流，線(xiàn)路兩側各裝置一組120 Mvar高抗，中性點(diǎn)小電抗值為750 Ω；4)計算研究采用線(xiàn)路參數隨頻率的變化的精確模型，使過(guò)電壓值比常規模型可降低約10%，因此在運行上減少10%的裕度。論文出處(作者):
論我國能源·電力的未來(lái)發(fā)展
論電力壟斷行業(yè)改革

【500 kV惠汕輸電系統內過(guò)電壓的研究結果和分析】相關(guān)文章：

500 kV惠汕輸電系統內過(guò)電壓的研究結果和分析 203-18

500kV輸電線(xiàn)路的施工技術(shù)論文11-11

關(guān)于110kV輸電線(xiàn)路施工安全管理的現狀及措施的分析11-25

城市電網(wǎng)10kV配電系統繼電保護的分析探討03-28

商業(yè)建筑中蒸汽系統現狀和節能分析03-18

肝內鈣化灶的臨床分析03-18

輸電線(xiàn)路的設計和施工管理11-21

電力工程輸電線(xiàn)路施工管理分析11-16

微動(dòng)關(guān)節周?chē)�骨折和（或）合并關(guān)節脫位的內固定治療后療效分析03-27