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高抗中性点电抗器接地时对UHV恢复电压的影响

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高抗中性点电抗器接地时对UHV恢复电压的影响

摘 要:为了使单相自动重合闸在超高压同杆双回线路中可靠重合,必须限制恢复电压的大小。针对超高压长线路中普遍装设有并联电抗器,可采用在并联电抗器中性点加电抗器降低恢复电压的特点,以淮南-沪西1000kV特高压同塔双回输电工程建设淮南-皖南-浙北-沪西线路为例,用PSCAD/EMTDC仿真计算了取不同电抗器值时,多种运行方式下恢复电压的大小。仿真结果推荐:淮皖中性点电抗器取500Ω,浙皖中性点电抗器取700Ω,浙沪中性点电抗器取500Ω。

根据我国特高压电网规划,2020年1000kV交流线路大多数采用同塔双回架设,对于具有电压等级高、输电距离长、输送容量大等特殊性的特高压同塔双回线路是否存在单相重合闸过程中出现恢复电压的问题。本文将就该问题,利用PSCAD/EMTDC对特高压电网中1000kV交流同塔双回输电线路的恢复电压进行计算研究。分析讨论特高压同塔双回输电线路高抗中性点电抗器接地时对UHV恢复电压的影响。

一、特高压同塔双回线路与恢复电压

(一)特高压输电线路特点

我国特高压输电线路特征之一:跨越区域广、输电距离长。根据我国特高压规划网架,表1统计了1000kV输电线路不同长度范围所占的比例。结果表明:规划中,我国特高压线路长度大多在100―500km范围,其中300―500km的特高压线路占49.2%,近一半。

我国特高压输电线路特征之二:电压等级高,输送潮流大。对于电网结构较坚强的特高压核心环网,交流特高压输电线路的送电能力较强,每回线可以接近或超过4000MW;输电距离较远而送端电网又薄弱的电源直接送出线路,如蒙西送出及陕北送出线路,送电能力受稳定限制相对较低,每回线也有2000MW左右。

(二)同塔双回运行方式

同塔双回线路除存在两回线正常送电的双回运行方式外,还存在一回线停运、另一回正常送电的单回运行方式。为保证输电的可靠性,双回线中的任意一回都应满足单相重合闸的要求。线路高抗及其中性点电抗器对单相重合闸过程中的潜供电流和恢复电压有抑制作用。因此,对于有高抗补偿的同塔双回线路,在选择高抗中性点电抗器时,除考虑双回正常送电方式外,还需要兼顾单回送电的方式。

(三)同杆双回线的恢复电压

恢复电压包括静电和电磁两感应分量,恢复电压的静电感应分量通过相间电容静电耦合产生,由线路参数(电容)和补偿程度决定而与线路长度无关。电磁感应分量由非故障相的负载电流通过相间互感引起。负荷越大,线路两侧母线电压向量间夹角越大,被开断相上电压越高。

二、仿真计算

(一)系统条件

淮南-沪西1000kV特高压同塔双回输电工程建设淮南-皖南-浙北-沪西线路,其中淮南至皖南线路长326.5km,皖南至浙北长151km,浙北至沪西长165km,总长642.5km。系统拓扑结构如图1。图1淮南-沪西1000kV线拓扑图

导线:淮南-沪西1000kV特高压同塔双回输电工程导线采用8×LGJ-630/45钢芯铝绞线,两条地线分别为LBGJ――240――20AC和OPGW――24B1――254。高抗:根据系统的无功平衡和电压控制要求,淮南-皖南-浙北-沪西特高压线路全线配置高抗5520MVA,淮南-皖南双线两侧共配置高抗4×720MVA,皖南-浙北双线两侧对脚配置高抗2×600MVA,浙北-沪西双线两侧对脚配置高抗2×720MVA。

(二)淮皖线高抗中性点电抗器的选择

1、淮皖线发生单相故障时恢复电压与中性点电抗器阻值的关系。线路双回运行以及单回运行(另一回两端接地)时单相接地故障,中性点电抗器阻值取300Ω时,恢复电压最低,单回运行,停运线两端悬空时,中性点电抗器阻值取600Ω时,恢复电压最低。综合各种故障考虑,推荐淮皖中性点电抗器取500Ω。

2、皖浙线发生单相故障时恢复电压与中性点电抗器阻值的关系。线路双回运行以及单回运行(另一回两端接地)时单相接地故障,中性点电抗器阻值取500Ω时,恢复电压最低,单回运行,停运线两端悬空时,中性点电抗器阻值取1000Ω时,恢复电压最低。综合各种故障考虑,推荐淮皖中性点电抗器取700Ω。

3、浙沪线发生单相故障时恢复电压与中性点电抗器阻值的关系。线路双回运行以及单回运行(另一回两端接地)时单相接地故障,中性点电抗器阻值取300Ω时,恢复电压最低,单回行,停运线两端悬空时,中性点电抗器阻值取600Ω时,恢复电压最低。综合各种故障考虑,推荐淮皖中性点电抗器取500Ω。

三、结 论

恢复电压包括静电和电磁感应分量,加中性点电抗器其目的是补偿线路的相间电容,所以选取合适的电抗值非常重要,通过上面的仿真计算可知,推荐淮皖中性点电抗器取500Ω,推荐皖浙中性点电抗器取700Ω,推荐浙沪中性点电抗器取500Ω。