高抗中性點(diǎn)電抗器接地時(shí)對UHV恢復(fù)電壓的影響

      摘 要:為了使單相自動(dòng)重合閘在超高壓同桿雙回線路中可靠重合,必須限制恢復(fù)電壓的大小。針對超高壓長線路中普遍裝設(shè)有并聯(lián)電抗器,可采用在并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)加電抗器降低恢復(fù)電壓的特點(diǎn),以淮南-滬西1000kV特高壓同塔雙回輸電工程建設(shè)淮南-皖南-浙北-滬西線路為例,用PSCAD/EMTDC仿真計(jì)算了取不同電抗器值時(shí),多種運(yùn)行方式下恢復(fù)電壓的大小。仿真結(jié)果推薦:淮皖中性點(diǎn)電抗器取500Ω,浙皖中性點(diǎn)電抗器取700Ω,浙滬中性點(diǎn)電抗器取500Ω。

　　關(guān)鍵詞:電抗器; 恢復(fù)電壓; 同桿雙回線; 單相自動(dòng)重合閘; 超高壓
　　
　　根據(jù)我國特高壓電網(wǎng)規(guī)劃,2020年1000kV交流線路大多數(shù)采用同塔雙回架設(shè),對于具有電壓等級(jí)高、輸電距離長、輸送容量大等特殊性的特高壓同塔雙回線路是否存在單相重合閘過程中出現(xiàn)恢復(fù)電壓的問題。本文將就該問題,利用PSCAD/EMTDC對特高壓電網(wǎng)中1000kV交流同塔雙回輸電線路的恢復(fù)電壓進(jìn)行計(jì)算研究。分析討論特高壓同塔雙回輸電線路高抗中性點(diǎn)電抗器接地時(shí)對UHV恢復(fù)電壓的影響。
　　
      一、特高壓同塔雙回線路與恢復(fù)電壓
　　(一)特高壓輸電線路特點(diǎn)
　　我國特高壓輸電線路特征之一:跨越區(qū)域廣、輸電距離長。根據(jù)我國特高壓規(guī)劃網(wǎng)架,表1統(tǒng)計(jì)了1000kV輸電線路不同長度范圍所占的比例。結(jié)果表明:規(guī)劃中,我國特高壓線路長度大多在100―500km范圍,其中300―500km的特高壓線路占49.2%,近一半。
　　
      我國特高壓輸電線路特征之二:電壓等級(jí)高,輸送潮流大。對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較堅(jiān)強(qiáng)的特高壓核心環(huán)網(wǎng),交流特高壓輸電線路的送電能力較強(qiáng),每回線可以接近或超過4000MW;輸電距離較遠(yuǎn)而送端電網(wǎng)又薄弱的電源直接送出線路,如蒙西送出及陜北送出線路,送電能力受穩(wěn)定限制相對較低,每回線也有2000MW左右。
　　
      (二)同塔雙回運(yùn)行方式
　　同塔雙回線路除存在兩回線正常送電的雙回運(yùn)行方式外,還存在一回線停運(yùn)、另一回正常送電的單回運(yùn)行方式。為保證輸電的可靠性,雙回線中的任意一回都應(yīng)滿足單相重合閘的要求。線路高抗及其中性點(diǎn)電抗器對單相重合閘過程中的潛供電流和恢復(fù)電壓有抑制作用。因此,對于有高抗補(bǔ)償?shù)耐�塔雙回線路,在選擇高抗中性點(diǎn)電抗器時(shí),除考慮雙回正常送電方式外,還需要兼顧單回送電的方式。
　　
      (三)同桿雙回線的恢復(fù)電壓
　　恢復(fù)電壓包括靜電和電磁兩感應(yīng)分量,恢復(fù)電壓的靜電感應(yīng)分量通過相間電容靜電耦合產(chǎn)生,由線路參數(shù)(電容)和補(bǔ)償程度決定而與線路長度無關(guān)。電磁感應(yīng)分量由非故障相的負(fù)載電流通過相間互感引起。負(fù)荷越大,線路兩側(cè)母線電壓向量間夾角越大,被開斷相上電壓越高。
　　
      二、仿真計(jì)算
　　(一)系統(tǒng)條件
　　淮南-滬西1000kV特高壓同塔雙回輸電工程建設(shè)淮南-皖南-浙北-滬西線路,其中淮南至皖南線路長326.5km,皖南至浙北長151km,浙北至滬西長165km,總長642.5km。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。圖1淮南-滬西1000kV線拓?fù)鋱D

      導(dǎo)線:淮南-滬西1000kV特高壓同塔雙回輸電工程導(dǎo)線采用8×LGJ-630/45鋼芯鋁絞線,兩條地線分別為LBGJ――240――20AC和OPGW――24B1――254。高抗:根據(jù)系統(tǒng)的無功平衡和電壓控制要求,淮南-皖南-浙北-滬西特高壓線路全線配置高抗5520MVA,淮南-皖南雙線兩側(cè)共配置高抗4×720MVA,皖南-浙北雙線兩側(cè)對腳配置高抗2×600MVA,浙北-滬西雙線兩側(cè)對腳配置高抗2×720MVA。
　　
       (二)淮皖線高抗中性點(diǎn)電抗器的選擇
　　1、淮皖線發(fā)生單相故障時(shí)恢復(fù)電壓與中性點(diǎn)電抗器阻值的關(guān)系。線路雙回運(yùn)行以及單回運(yùn)行(另一回兩端接地)時(shí)單相接地故障,中性點(diǎn)電抗器阻值取300Ω時(shí),恢復(fù)電壓最低,單回運(yùn)行,停運(yùn)線兩端懸空時(shí),中性點(diǎn)電抗器阻值取600Ω時(shí),恢復(fù)電壓最低。綜合各種故障考慮,推薦淮皖中性點(diǎn)電抗器取500Ω。
　　　
　　2、皖浙線發(fā)生單相故障時(shí)恢復(fù)電壓與中性點(diǎn)電抗器阻值的關(guān)系。線路雙回運(yùn)行以及單回運(yùn)行(另一回兩端接地)時(shí)單相接地故障,中性點(diǎn)電抗器阻值取500Ω時(shí),恢復(fù)電壓最低,單回運(yùn)行,停運(yùn)線兩端懸空時(shí),中性點(diǎn)電抗器阻值取1000Ω時(shí),恢復(fù)電壓最低。綜合各種故障考慮,推薦淮皖中性點(diǎn)電抗器取700Ω。
　　　
　　3、浙滬線發(fā)生單相故障時(shí)恢復(fù)電壓與中性點(diǎn)電抗器阻值的關(guān)系。線路雙回運(yùn)行以及單回運(yùn)行(另一回兩端接地)時(shí)單相接地故障,中性點(diǎn)電抗器阻值取300Ω時(shí),恢復(fù)電壓最低,單回行,停運(yùn)線兩端懸空時(shí),中性點(diǎn)電抗器阻值取600Ω時(shí),恢復(fù)電壓最低。綜合各種故障考慮,推薦淮皖中性點(diǎn)電抗器取500Ω。
　　
　　三、結(jié) 論
      恢復(fù)電壓包括靜電和電磁感應(yīng)分量,加中性點(diǎn)電抗器其目的是補(bǔ)償線路的相間電容,所以選取合適的電抗值非常重要,通過上面的仿真計(jì)算可知,推薦淮皖中性點(diǎn)電抗器取500Ω,推薦皖浙中性點(diǎn)電抗器取700Ω,推薦浙滬中性點(diǎn)電抗器取500Ω。