输送容量及导线换位对感应电压感应电流影响研究

于开坤

摘 要：随着我国国民经济的快速发展，电力需求的不断增长，500kV变电站数量急剧增加，电网结构的变化导致电力系统内过电压的校验工作不断增加，计算所遇问题更为复杂；在经济增长和电网扩张双重压力下，电力线路走廊紧张的问题日趋明显，同塔多回输电线路的架设已成必然趋势，伴随而来的同塔线路之间的感应电流、感应电压问题将更加突出。本文的研究内容是输送容量及导线换位对线路感应电流、感应电压的影响。

关键词：感应电压；感应电流；线路换位

1 引言

同塔多回线路能够在不提高输电电压等级的条件下，提高单位线路走廊宽度的输电能力和节约线路走廊占地，大幅度提高单位走廊宽度的利用率，该方式具有输送能力大，稳定储备高，工程造价低，出线走廊宽度小，占地面积少，建设周期短等优点，不仅可以大大降低电网的固定投资，而且可以提高电网输电的安全性与稳定性，满足现代社会对电能质量越来越高的要求。

但是采用全线同塔多回线路虽节省线路走廊、减少占地，也带来一些问题：同塔双回路线间耦合很强，停电线路上感应的电压和电流较高，线路检修及选择两端接地开关（ES）时应充分注意。

同塔双回输电线路中有一回带电运行，另一回停运接地检修时，理论上运行线路将在停运线路上产生感应电流，停运线路转成冷备用时线路ES需切断这些感应电流[1-3]。

2 感应电压感应电流的产生机理

在双回线同塔情况下，其中任一回路停电接地，另一带电回路仍继续运行，其间存在相互的静电和电磁耦合关系，实际线路沿线塔型、档距、地电阻率均不同，这样检修线受运行线三相电源的影响不能完全抵消，但这些因素对检修线上电压和电流的影响处于次要地位[4-5]。

3 感应电压、感应电流影响因素计算研究

影响超高压电网线路的感应电流、感应电压的主要因素很多，本章主要从线路输送容量以及导线换位情况进行分析。

3.1 线路输送功率的影响

为研究线路输送功率对高压、超高压线路感应电压、感应电流的影响，本文采用电力系统电磁暂态分析软件（EMTPE/EMTS）对某220kV线路的感应电压、感应电流进行了计算，其中工作电路选取的潮流分别为200MW和450MW。

计算结果表明，线路输送功率200MW时，两侧接地开关合上，其感性感应电流最大为46.82A；一侧接地开关合上，其容性感应电流最大为0.57A，感性感应电压最大值为0.51kV。线路两侧接地开关断开，其容性感应电压最大为7.29kV。

线路输送功率450MW时，两侧接地开关合上，其感性感应电流最大为87.24A；一侧接地开关合上，其容性感应电流最大为0.57A，感性感应电压最大值为0.96kV。线路两侧接地开关断开，其容性感应电压最大为7.34kV。

根据上述计算显示，电磁感应电流大小与另一回线路输送的功率基本呈正比例关系，与线路长度基本无关；电磁感应电压大小与另一回线路输送的功率及线路长度有关，基本呈正比例关系；静电感应电流大小与线路长度有关，基本呈正比例关系，与另一回线路输送的功率基本无关；静电感应电压大小与另一回线路输送的功率及线路长度的关系不大。

3.2 线路线路输送功率的影响

为研究在高压、超高压电网中，线路换位对线路感应电压、感应电流的影响，本文采用电力系统电磁暂态分析软件对某500kV线路的感应电压、感应电流进行了计算，其中分别计算了线路不换位、线路换一次位以及线路换两次位的情况，计算结果如表3.2所示。

计算结果表明，线路进行一次换位的情况下，两侧接地开关合上，其感性感应电流最大为189.38A；一侧接地开关合上，其容性感应电流最大为7.68A，感性感应电压最大值为6.28kV。线路两侧接地开关断开，其容性感应电压最大为20.03kV。

线路进行两次换位的情况下，两侧接地开关合上，其感性感应电流最大为187.23A；一侧接地开关合上，其容性感应电流最大为7.39A，感性感应电压最大值为4.91kV。线路两侧接地开关断开，其容性感应电压最大为18.96kV。

通过换位的方式能够明显降低同塔双回线线路之间的感应电压和感应电流数值，换位次数越多所获结果越小，而线路进行换一次位的对感应电压感应电流计算结果的降低效果最为明显。

4 结束语

通过本项目的研究，结合工程项目，深入分析了电力系统中线路潮流、线路换位对高压、超高压同塔多回线路中的感应电压、感应电流的影响；结合计算结果，所获结论如下。

在其它条件相同的情况下，随着线路潮流的提高，高压、超高压同塔双回线路之间的静电感应电压感应电流值略有下降，电磁感应电压感应电流值随潮流增大而提高，基本与潮流成正比。

在高压、超高压电网中，线路换位的方式能够明显降低同塔双回线线路之间的感应电压感应电流值，换位次数越多感应电压感应电流越小。

参考文献：

[1] 韩彦华，黄晓民，杜秦生.同杆双回线路感应电压和感应电流测量与计算[J].高电压技术，2007，33（1）：140-142，159.

[2] 胡丹晖，涂彩琪，蒋伟，柴雅静.500kV同杆并架线路感应电压和电流的计算分析[J].高电压技术，2008，34（9）：1927-1931.

[3] 蔡广林，曹华珍，王晓彤.500kV同塔四回线路感应电压与感应电流分析[J].南方电网技术，2009，3：141-144.

[4] 余濤，叶文加，梁海华.同杆并架输电线路的停运线路合闸EMTDC仿真分析[J].电力系统保护与控制，2010，38（23）：159-163，171.

[5] 王亮，王辉，冯任卿，王涛，夏保安.同塔双回线路感应电流与感应电压的研究[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2010，6（3）：225-228.