1000kV/500kV同塔混压4回输电线路的防雷性能

罗聪 王星

【摘要】 本文通过建立1000KV/500KV同塔混压4回输电线路的仿真模型，总结了这种线路的特点，并针对这些特点和常规的输电线路进行了比较，结合具体的反击跳闸情况对混压输电这种线路的性能特点做出一些介绍，最后对应现有的实际情况提出了相应的对策和改善措施，其结论可以为我国该种输电线路的设计应用提供一定的参考依据。

【关键词】 1000KV/500KV 混压 防雷性能 分析在输电系统中，对于线路走廊相对紧张的地区来讲，在设立特高压电网时需要考虑建立同塔混压的多回输电线路。通过统计学的方法，在电磁暂态程序中建立1000KV/500KV的同塔混压4回输电线路，可实现防雷的模型仿真。

一、概述

1、现状。我国现如今正处于城镇化发展速度加快和工业化进度深入的重要时期，对于能源的需求量呈现出刚性增长的特征。以电力能源为例，当前普遍应用的电网以500KV的交流电和±500KV的直流电为主，从长远角度出发，这种电力系统在未来很难适应电力资源的需求。同时，我国在能源上还存在着能源消费水平和分布区域不平衡的问题，对能源系统进行改善就变得势在必行，对此我国主要的电网公司已经开始注重推行特高压电网的建设。通过特高压电网，可以实现电力能源的大量输送，解决我国现有东部发达地区电力资源紧张的问题。2、研究情况。现如今的研究重点主要是针对于同塔同电压的输线线路中，而并非同塔混压的数显线路，这主要是因为特高压线路在国内外应用的并不十分广泛，但可以从中获取一部分借鉴意义。在已有的低压输电线路研究中发现，在雷电击中塔顶或是避雷线时，低电压的等级线路非常容易产生反击跳闸的情况，还有着双回、多回跳闸的多种可能性，这些都为电力系统的安全性和稳定性造成了非常严重的威胁。对比低压的线路，特高压混压线路存在着一定的差绝缘的保护，出现反击跳闸的概率就大大降低。

二、输电线路模型的建立

电磁暂态程序的Tline元件能够反应出线路本身的频率相应，对于谐波严重的线路和咱过程中的线路具有更好的仿真效果，采用Frequency 独立模型能够很好地刻画出线路在遭受雷击时的作用效果，见图1。当雷电击中塔顶或者是避雷线时，雷电流波会在被击中的杆塔的附近发生折反射，在被击中的杆塔两端各接两档线路，在线路的末端采用冲击阻抗。同时，模拟导线经过阻抗后被接入电源，避雷线经过该阻抗进行接地。

图1 防雷线路的仿真模型

三、同塔混压输电线路和常规线路的防雷性能比较

1、跳闸率的计算。对于1000KV/500KV的混压输电线路来说，杆塔在遭受雷击时，随着电流的增大会存在4种线路雷击跳闸的现象：①1回500千伏的线路跳闸；②2回500千伏的线路跳闸；③2回500千伏、1回1000千伏的线路跳闸；④4回线路跳闸。

当接地电阻值达到7Ω时，对其进行仿真并计算了4种情况下的跳闸率，见表1。

表1 接地电阻达到7Ω时混压输电线路的跳闸情况

2、性能比较。通过对超高电压的混压输电线路进行仿真可以发现线路的单向防雷水平为258千安培，双向防雷水平为294千安培.从表1中的数据对比来看，相比于传统的1000千伏常规双回型输电线路，1000KV/500KV中的1000千伏特高压输电线路的防雷性能更好：虽然在杆塔高度上要高于常规的输电线路，但由于混压的模式，在1000千伏下方设置有500千伏的线路，这就使得当塔杆在遭受雷击时，下方的500千伏线路会先进行闪络跳闸，将雷电中的巨大能力释放出来，对上方的特高压线路起到了很好的不平衡绝缘保护作用，所以从总体上来看，这种混压输电线路拥有更加优越的防雷性能。

3、性能特点。第一，500千伏的线路在单回跳闸时很容易转变成双回的跳闸，反击的跳闸一般发生在线路上层的外侧导线上；第二，特高压的同塔混压输电线路需要对500千伏的线路相序排列对防雷性能造成的影响进行考虑；第三，特高压的同塔混压输电线路防雷性能的优越性主要体现在500千伏的上层外侧横担导线上；第四，1000千伏的线路很容易受到下层500千伏线路差绝缘的保护，防雷性能明显好于普通的常规1000千伏双回型的输电线路，很少会发生反击跳闸的情况。

四、改善措施

第一，提高500千伏输电线路上层的横担外侧导线绝缘水平，这样可以提高500千伏输电线路的防雷性能；第二，提高500千伏书店线路上层的横担一侧导线绝缘水平，这样可以提升500千伏输电线路双回反击的防雷性能；第三，加宽混压输电线路中500千伏顶层的横担导线宽度，这样可以降低1000千伏输电线路的反击跳闸率，提升了线路整体的防雷性能。

五、结语

综上所述，1000KV/500KV这种混压式的输电线路在防雷性能上相比于单压式的输电线路更加优越，保障了输电系统的顺利工作的同时，也保证了输电过程的安全性，具有非常重要和深远的意义。同时，相比于一般的输电系统，其技术要求也就更高，需要更为先进的技术支持，这便需要研究人员在未来进行更为深入化的研究分析。