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高压输电线路工频参数的特征及作用

发布时间:2012-02-24 14:51  文章来源:木森电气技术部  作者:木森电气  人气:

        《110千伏及以上送变电基本建设工程启动验收规程》、《继电保护及安全自动装置运行管理规程》及《GB50150-2006》、《DL/T559-94》、《DL/T584-95》,对高压输电线路的工频参数都要求准确测量;
 高压输电线路工频参数的特征及作用如下:
        1  正序阻抗Z1和正序电阻R1
        Z1和R1可实测而得。再推算可得: 正序电抗X1、正序阻抗角φ1等参数。
        X1与线路长度正比, 其单位长度值(Ω/km)在0.36±25%的范围内;
        R1的单位长度值主要取决于线径。
        这一组参数对于计算电网故障时的短路电流、短路接地故障点的位置、计算正常运行时的潮流分配、电压损失、线损, 计算继电保护定值、工频过电压的最大幅值,都是必不可少的。
        2  零序阻抗Z0和零序电阻R0
        Z0和R0亦是实测可得的。通过推算可得: 零序电抗X0、零序阻抗角∮0等参数。
        这一组参数对于计算非全相短路电流、非全相开合时的电流、电压, 并确定零序保护定值、过电压幅值、接地故障点位置、亦是必不可少的.
         然而, 零序阻抗参数的值并不仅仅受制于线路本身的各要素, 如:导地线的线径、线间距、材质等, 还显著地受制于从大地路径的各要素, 如: 地质、地况及接地状况。这从以往的试验中零序计算值与实测值的偏差之大可得到印证。这样不仅显现了零序参数的复杂性, 还加重了实测的必要性。 而且, 用单位长度的值来表示会使零序阻抗参数的物理含义含混, 应注意避免误导后续计算。
        3  正序电容C1、零序电容C0、相间电容Cm
        这三个电容值均可实测后推算得到, 这三个参数(C1、C0、CM)均与线路长度成正比。
        输电线路的正序电容值是计算系统充电功率、工频过电压和操作过电压水平,确定无功补偿容量的基础资料, 相间电容是确定并联补偿电抗器中性点电抗器的电抗值和绝缘水平的必需数据。线路的电容参数亦是不接地系统配置消弧线圈的基础资料。
        因此随着电网网架结构的完善(联网、多回路供电、手拉手供电、…等), 线路长度不断增加, 上述三参数也相应增大。由于线径、线间距、杆塔高度、地形地表的不同,这三参数各自会有所不同,但其各自单位长度的值仅相差2-3倍而已。如用PF/km表示, 架空输电线路的C大概都在6000-18000范围内。
 容纳Yc=2πfC ,是电容的直接派生, 可与电容等同使用。
        用交流法测取和换算出这三个电容参数的伴生参数, 如电导G、导纳、导纳角Φ等一般是不必要的。架空线路的电导(导纳中的有功分量)实际上主要是线路绝缘电阻的倒数,灵敏地受外绝缘表面的污秽性质、程度和空气湿度的影响, 同一线路历次实测数值常常彼此相差百十倍。更重要的是: 电导与导纳相比, 是一个对后者影响不大于1%的可忽略值, 在工程应用上, 导纳在数值上可以就认同于容纳。
         4  波阻抗Zb
         通过L1和C1即可算出波阻抗Zb;波阻抗是计算系统功角, 动、静稳定度,防雷保护配合的基础数据。
         5  相邻线路间的耦合电容CH和互感抗XH
        并行线路,尤其是同杆(塔)的多回路之间的电容CH会寄生不可忽略的感应电压UG和潜供电流IQ。过大的IQ会使重合失败,使重燃过电压升高。
        UG和IQ可以在被测线路停运, 相邻的其他线路运行的条件下实测, 也可以在相邻线路都停运时, 实测CH后可算得。CH、UG、IQ的大小与相邻线路的相对位置和排列方式相关。例如:同杆架设的多回线路,有同一回的三相一字水平排列, 也可能每回线路的三相竖直布置,也可能三角形布置。很显然, CH不一而定, 因位而异。 当各种条件相同时, 并行线路的平行段越长, 线间距越小, CH和IQ就越大。而UG是运行电压在所指线路(各相上也不一样)上的电容分压, CH/C0越大,UG越高。长距离平行的相邻线路彼此间的感应电压有时高到上万伏。
        此外,尽管将停运线路的一端接了地, 另一端高压仍有高达几千伏的, 甚至将停运线路的两端都接了地, 停运的线路导线中仍可测到电流, 这就是互感LM的效应。
        上面的表述实际也指示了通过实测感应电压和感应电流的方法。同时记录运行线路当时的运行电流和被测线路的电压, 则运行线路与被测线路各相的互感LH和互感电抗XH亦可一一算得。
         如果有机会将相邻线路全数停运, 遂相(含同一回线路的相与相)一一测取CH和XH(或LH),作为基础性的工程资料积累也是很有意义的。从工程应用的角度看, 不必用互阻抗ZH和互阻抗角∮0等作为线路的特征参数,因为其有功分量均可视为零。
        6  线路工频参数的其它功用
        实测输电线路的工频参数值, 除了文中已述及的在运行上的各项计算功用之外, 还有校核、验证、研究性的功用。比如:
        a、根据Z1、L1或X1(同一回的相间值)、CH的分相值校核已建三相线路的对称性,必要时,调整换相段,这对保证供电质量有益。
        b、根据X1、L1、CH验算:串、并联的无功补偿(含消弧装置)是否达到了设计的期望。
        c、根据XH、CH验算感应电压的大小及其对供电质量的影响。
        d、根据XH、CH验算潜供电流的大小、无功补偿的容量、继电保护的配合。
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