线路感应电压限制装置的研制

2021-07-22字杨杨猛张炎颜柯冰

云南电力技术 2021年3期

字杨，杨猛，张炎，颜柯冰

（云南送变电工程有限公司，昆明 650216）

0 前言

随着电力系统快速发展，同塔架设的双回、四回输电线路越来越多，平行或交叉跨越架设的线路也越来越多，由于线路间分布电容的影响，当同塔或邻近线路带电时，由于线路间分布电容的影响，新（改）建线路上存在较大的感应电压，其电压幅值可高达几千甚至上万伏，高感应电压不但影响线路参数绝缘电阻和核相测试，甚至威胁到测试人员的安全。要进行测试只有申请邻近平行线路陪停，因为牵扯系统运行方式以及停电对用户的影响，运行线路陪停工作有时也难以申请，因此需要改进现有或研发新的测试装置来解决高感应电压下的线路绝缘电阻及核相问题。

1 现状

为消除感应电压的影响，除了陪停外，还有一种方法是在被测线路上并联电容器来降低感应电压，原理如图1所示。

图1 并联电容器原理图

经现场实践，采用电容与电压的分布成反比的原理，在被测线路上并联电容器增大线路间的对地电容来降低感应电压，确实可以在一定程度上降低被测线路的感应电压，但如遇到长线路或电缆线路，被测线路的对地电容很大，并联电容器需要很大才能降低感应电压，并联小电容根本起不到降低被测线路感应电压的作用，并且因每条线路对地电容不同，采用该方法取得的降压效果也各不相同，现场实践效果往往差强人意，因此这种方法降低感应电压的效果不佳，此外，高压电容器体积庞大移动不便且价格昂贵，以及大电容充电后不安全，不适合现场灵活使用。

其中：C1为运行线路和被测线路之间的耦合电容；C2为线路对地电容，由线路长度和尺寸型号决定；C3为并联电容。

2 研究思路

为此，提出了一种新方法来降低线路感应电压，利用电感电容串联谐振原理，通过调节可调电容电抗器（L,C3）数值使该装置在50 Hz频率下产生谐振来降低感应电压（如图2所示）。根据公式可知：Z=R+jXL-jXC，由于XL=XC，此时Z=R（R为电抗器电阻）测试线路将经过R接地，由于R很小，R上的电压也很低，其降压倍数可高达100倍，即10000 V下降至100 V左右，可有效把感应电压限制在一定范围内，保障绝缘电阻及核相测试工作的安全开展。

图2 利用电感电容串联谐振法图

采用绝缘电阻表进行绝缘电阻测试及核相时，其输出为直流电压，由于电容器具有通交流隔直流的作用，测试电压将分布在电容器和被测试线路上，并因电容器绝缘电阻远大于线路绝缘，所以测得的绝缘电阻数值近似等于真实的线路绝缘电阻值，如需取得真实值，可以先测出电容器的绝缘电阻值，再将线路的测试绝缘电阻值，通过并联电阻计算公式，（其中R为实测线路绝缘电阻值，R1为实测电容器绝缘电阻值，R2为线路绝缘电阻真实值）算出线路绝缘电阻真实值。

如：500 kV七厂I回线路，线路绝缘电阻实测值R=300 MΩ；电容器绝缘电阻实测值R1=6000 MΩ；220 kV庄七I回线路，线路绝缘电阻实测值R=250 MΩ；电容器绝缘电阻实测值R1=6000 MΩ。

根据公式计算后得出500 kV七厂I回线路绝缘电阻理论值R2=316 MΩ，220 kV庄七I回线路绝缘电阻理论值R2=261 MΩ；可见测试值近似等于理论值，在实际操作中直接取测试值即可。

在仿真试验过程中发现在原电路的基础上可采用阻容减压原理，在原来的回路上端串联一个电容电阻并联电路进行分压，采用分步降压的方法，不但可有效降低单个元件绝缘水平，进一步减小体积和造价，并可通过串联单元数来增加该装置的整体绝缘水平，优化后该装置可长时间承受感应电压30 kV以上，防止瞬间外部过电压损坏设备。优化后的方法，如图3所示。

图3 优化后的电感电容串联谐振法图

针对本装置原理图进行网络查询和参数选择，原件参数选择结果如表1所示。

表1 线路感应电压限制装置元件参数表

该设备参数可满足500 kV及以下线路参数的测量，并能保证安全性和准确性。

3 现场应用情况

为了验证新研制的装置可行性，在某110 kV输电线路绝缘核相测试时，我们先用绝缘杆外挂试验线，用电压互感器进行感应电压测试，其值最高接近6000 V。然后我们把线路接地后将限压装置接到线路上，接着拆除接地线再次进行感应电压测试，其电压值有了大幅度下降，顺利安全的完成了绝缘及核相工作，避免了冒险作业或线路陪停。测试结果如表2所示。