500kV同塔双回线一回带电一回停电感应电压计算研究

500kV 同塔双回线一回带电一回停电感应电压计算研究

蔡南

国网黑龙江省电力有限公司大庆供电公司，黑龙江 大庆 163458

摘要：500kV同塔双回线路一回运行一回停电检修时停电回路上的感应电压将会对检修人员的安全造成威胁，通过对500kV同塔双回伊冯甲乙线一回带电一回停电情况下停电线路上的感应电压进行了测量计算，可明确感应电压的具体数值，并采取相应的措施，就可以避免事故的发生。

关键词：同塔双回；感应电压；操作过电压；事故：负载：

1． 线路概况

线路简图见图1-1，线路总长度为378km，其中伊冯甲乙线同塔并架190km。主要塔型为自立塔，主要塔形和分布如表1-1、图1-2所示。

表1-1 线路杆塔分布简表

其它参数如下：

导线型号、根数：4 LGJ－300/40

地线型号：GJ70

线路平均档距：432m

避雷线接地方式：线路全长的1/3短接，分段绝缘

线路换位方式：全换位2次

乙线作为主测试线路，甲线作为辅助测试线路。

表1-2 线路参数

注：带^× 号的是伊冯甲线两端接地的值

单机组单线运行时，正常情况输送功率350MW，负荷电流500A左右。

图1-1伊冯甲乙线线路简图

ZLV

图1-2 线路采用的三种塔形图

计算过程中将伊冯乙线48km段等分为10个区间，每个区间的第1基杆塔作为一个观测点，以0~9表示，伊冯乙线189km并架段等分为40个区间，每个区间的第1基杆塔作为一个观测点，以10~49表示，伊冯乙线140km段等分为10个区间，每个区间的第1基杆塔及线路最后一基杆塔作为一个观测点，以50~60表示。线路两端地网接地电阻按0.1Ω，铁塔接地电阻按10Ω考虑。

2．工况1的计算

2．1 运行线路负载工况（负载电阻800欧）

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、415kV、432kV、435kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为790A、732A、593A、543A；

感应电压（V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图2-1停电线路沿线感应电压示意图

2．2 运行线路空载工况

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、417kV、441kV、446kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为659A、577A、261A、0A；

感应电压（V）
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图2-2停电线路沿线感应电压示意图

3．工况2的计算

停电线路两端接地电阻为两端地网的接地电阻，计算中设定为0.1Ω。

3．1 运行线路负载工况（负载电阻800欧）

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、415kV、431kVA、434kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为790A、733A、593A、543A；

感应电压（V）
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）
图3-1停电线路沿线感应电压示意图

3．2 运行线路空载工况

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、417kV、440kVA、446kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为660A、579A、261A、0A；

感应电压

（V）
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图3-2停电线路沿线感应电压示意图

4．工况3的计算

停电线路两端接地电阻为两端地网的接地电阻，计算中设定为0.1Ω。

4．1 投空载线路（A相0.03s合、B相0.033s合、C相0.035s合）

感应电压

（V）
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图4-1停电线路沿线感应电压示意图

4．2 切线路负荷（A相0.03s分、B相0.033s分、C相0.035s分）

感应电压（V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图4-2停电线路沿线感应电压示意图

4.3 切空载线路（A相0.025s分、B相0.03s分、C相0.035s分）

感应电压

（V）

（V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图4-3停电线路沿线感应电压示意图

4．4 投线路负荷（A相0.03s合、B相0.033s合、C相0.035s合）

感应电压（V）
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图4-4停电线路沿线感应电压示意图

5．工况4的计算

负荷端A相接地短路（A相0.03s合，0.065s分）。

感应电压 （V）
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图5-1 停电线路沿线感应电压示意图

6．工况5的计算

6．1共架段首端挂一接地线

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、415kV、431kV、434kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为791A、732A、592A、542A；

感应电压 （V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

共架段首端接地线电流（A相45.7A、B相3.5A、C相45.9A）

图6-1 停电线路沿线感应电压示意图

6．2 共架段末端挂一接地线

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、415kV、431kV、434kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为791A、732A、592A、542A。

感应电压 （V）

感应电压
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

（末端接地线电流幅值为A相46.5A、B相7.5A、C相44A）

图6-2 停电线路沿线感应电压示意图

7．工况6的计算

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、415kV、431kV、434kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为791A、732A、592A、542A；

感应电压 （V）
观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

（中间接地线电流幅值为A相12.9A、B相5.1A、C相16.2A）

图7-1 停电线路沿线感应电压示意图

8．工况7的计算

8. 1. 共架段首端1km处挂接地线，投空载线路（A相0.01s合、B相0.013s合、C相0.015s合）

感应电压（V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）（10-12：1km；14-50：188km）

图8-1 停电线路沿线感应电压示意图

8.2 共架段3/4处相距1km两端挂接地线，投空载线路（A相0.01s合、B相0.013s合、C相0.015s合）

感应电压（V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）（38-40：1km；其余188km）

图8-2 停电线路沿线感应电压示意图

8.3共架段首端1km处挂接地线，投线路负荷（A相0.01s合、B相0.013s合、C相0.015s合）

感应电压（V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）（10-12：1km；其余188km）

8．4 共架段首、末端、中间均挂接地线时停电线路上的稳态感应电压

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端相电压峰值分别为408kV、415kV、431kV、434kV；

电源端、共架段首端、共架段末端、负荷端电流峰值分别为791A、732A、592A、542A；

感应电压（V）

观测点（0-9:48km单回；10-49:189km同塔双回；50-60:140km单回）

图8-5停电线路沿线感应电压示意图

9．结论

伊冯甲乙线同塔双回线路在一回运行、一回停电的情况下，停电回路上会有较大的感应电压，具体计算结果如下：

9．1运行线路无故障，运行电压为系统最高运行电压，停电线路两端接地刀闸在分位，停电线路上的感应电压最大有效值为14245V；

9．2运行线路无故障，运行电压为系统最高运行电压，停电线路两端接地刀闸在合位，停电线路上的感应电压最大有效值为735V；

9．3停电线路两端接地刀闸在合位，运行线路遇操作过电压，停电线路上的瞬态感应电压最大值有效值为85467V；

9．4停电线路两端接地刀闸在合位，运行线路遇接地故障，停电线路上的瞬态感应电压最大有效值为54287V；

9．5运行线路无故障，运行电压为系统最高运行电压，停电线路两端接地刀闸在合位，在190公里同塔共架段首端挂一接地线，瞬间流过接地线的最大电流有效值为32.5A，稳定后停电线路的感应电压最大有效值为1199V，在190公里同塔共架段末端挂一接地线，瞬间流过接地线的最大电流有效值为32.9A，稳定后停电线路的感应电压最大有效值为636V；

9．6运行线路无故障，运行电压为系统最高运行电压，停电线路两端接地刀闸在合位，在190公里同塔共架段中间挂一接地线，瞬间流过接地线的最大电流有效值为11.5A，稳定后停电线路的感应电压最大有效值为753V；

9．7停电线路两端接地刀闸在合位，190公里同塔共架段中间和两端挂三组接地线，在同塔共架段任意位置选相距1公里两点挂2组临时接地线，运行线路遇操作过电压（或接地故障）情况下，在两组临时地线间线路瞬态感应电压最大有效值为8310V。

9．8停电线路两端接地刀闸在合位，190公里同塔共架段中间和两端挂三组接地线，停电线路上稳态感应电压最大有效值为93V。

500kV同塔双回线路一回运行一回停电检修时停电回路上的感应电压将会对检修人员的安全造成威胁，通过对500kV同塔双回伊冯甲乙线一回带电一回停电情况下停电线路上的感应电压进行了测量计算，可明确感应电压的具体数值，并采取相应的措施，就可以避免事故的发生。

作者简介：蔡 南（1971），男，学士，高级工程师，主要研究方向为电气试验。

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