220kV同塔四回路输电线路感应电压及电流的计算与分析

220kV同塔四回路输电线路感应电压及电流的计算与分析

1 系统接线方式及导地线参数

为建立光孝变电站220 kV侧同塔四回路输电线路的计算模型，必须对影响较大的线路进行选择。对于220 kV侧，直接影响同塔四回路的线路为洲边变电站出线的双回路，及西江变电站出线的双回路，这四条线路形成7.4 km的同塔四回路。同时，考虑到光孝站至西江站其中一段装设了备用两回路，在投运后会对感应值产生一定影响，因此分为投运前和投运后两种情况分别对感应值进行了计算。

同塔四回线路的计算中，所有导线全部采用双分裂2×LGJ-630/45型钢芯铝绞线，子导线垂直排列，分裂间距600 mm。相间距7 m，垂直排列，无循环换位，回间距7 m。

其中，进入洲边站的双回路分别命名为洲边甲线、洲边乙线；进入西江站的双回路分别命名为西江甲线、西江乙线。

地线为一根60芯OPGW光缆和一根LGJ-95/55地线。光孝站附近的土壤电阻率计算统一取为100 。

2 计算模型介绍

2.1 输电线路模型

电源采用AC type 14，通过设置可以分别模拟三相交流电压源和三相交流电流源。

该计算中，输电线路模型采用ATPDraw内建的线路参数支持子程序LINE/CABLE CONSTANT（以下简称LCC）。利用该子程序内的型等值电路计算出架空线路的线路电阻、电容、电感各参数，利用该模型接入系统计算电场和磁场对线路造成的感应电压及感应电流。光孝同塔四回路的系统接线简图可参见图1。

对于光孝站220 kV侧同塔四回路走廊，采用精确的LCC模型，即按照实际的杆塔、绝缘子型号及导线、地线的空间位置，以及平均档距填入对应的数据。

光孝站同塔四回路出现在7.4 km处解口后，其中双回路经2.4 km后进入洲边站，其余双回路和备用双回路形成四回路，装设于同一杆塔，并经17.7 km后（在某些路段因地形所限，同塔四回分为2个同塔双回并列前进，长度约为3.3 km），由光孝站出线解裂的双回路进入西江站，备用双回路空置。对同塔双回线路的等值模型，采用LCC模型，按照实际的杆塔、绝缘子型号及导线、地线的空间位置，以及平均档距填入对应的数据，形成相应的输电线路模型。

2.2 测量模型

为了获得计算所得的感应电压、感应电流的数据，分别采用了电压数据采集器及电流数据采集器。将电压数据采集器并联在待采集数据的节点，将电流数据采集器串联在待采集数据的回路，即可获得所需数据。

3 计算结果及分析

3.1 光孝变电站220 kV侧同塔四回路感应电压及感应电流

对于同塔四回输电线路，理论上有3种不同的停运方式：

（1）仅一回线路停运接地检修。（2）两回带电正常运行，其他两回停电检修。（3）三回停运检修，仅有一回在带电运行，尽管这种情况很少，因为这样的网架联系不紧密。但是这种情况是有可能发生的。

以上3种不同的停运方式在实际电网中都是有发生的，只不过发生的概率大小有差别，为了保证网架联系的紧密性，停运方式（2）和（3）应该比较少。而第（1）种停运方式会比较多。

按照电磁感应理论，应该是单回停运检修，其他三回线路带电正常运的情况下，感应电压和电流应该比较大，对于停运的那一回，正常运行的线路越多，停运那一回对其他正常回路的电容越大，电场耦合越强，静电感应电流和静电感应电压应该越大；而且带电的运行线路越多，通电流的回路越多，电磁感应就越大，电磁感应电压和电磁感应电流也会越大。三回线路的正常运行，对单回停运线路的电场和磁场耦合都最大，因此，得出的无论是静电感应还是电磁感应的电压或者电流都应该是最大的，故停运方式（1）是最恶劣工作环境。

为了模拟这类运行情况，该计算采用了在运行线路送端施加电压源，在受端施加电流源。当只有电压源起作用时，表现为静电耦合；当主要只有电流源作用时，表现为电磁耦合。该计算中，当在三回路正常运行，单回路检修时，220 kV侧运行线路的载流量都取为800 A/回，接地网电阻取为0.1。

3.2 备用双回线路不投运时的感应值计算

当备用双回不投运时，主要计算光孝站四回出线中，某一回路检修而其余三回路正常运行时的感应值。如当西江甲线检修时，其余三回路会通过静电耦合以及电磁耦合作用于其上。

以下分别计算了不同线路检修时，由于其余三回路的作用而产生的感应电流和感应电压值，数据见表1。

3.3 备用双回线路投运时的感应值计算

当备用双回线路投运时，由于它同样会对其他停电检修线路产生影响，因此有必要针对这种情况，对某一回路检修时由于其他回路作用而产生的感应电流和感应电压值进行计算。计算结果见表2。

4 结语

由以上计算结果可知，220 kV侧可能出现的最大值分别出现在：

（1）备用双回路不投运，西江乙线检修，其他三回路正常运行时，导线运行在800 A/每回下，此时最大的静电感应电流为1.465 A。

（2）备用双回路投运，西江乙线检修，其他三回路正常运行时，导线运行在800 A/每回下，此时最大的电磁感应电流为92.924 A，电磁感应电压为1.781 kV，静电感应电压为32.590 kV。

当导线运行在800 A/每回下，其中三回路正常运行，单回路检修时，最大电磁感应电流和感应电压为92.924 A、1.781 kV，最大静电感应电流和感应电压分别为1.465 A、

32.590 kV。