500 kV惠汕輸電系統(tǒng)內(nèi)過(guò)電壓的研究結(jié)果和分析

　　 摘　要　惠汕500 kV輸電線路長(zhǎng)268 km，由于取消出線斷路器的合閘電阻，使統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓和線路閃絡(luò)率偏高。為降低統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓和線路閃絡(luò)率，設(shè)計(jì)中在線路中間裝設(shè)一組線路型444 kV MOA(氧化鋅避雷器)，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)；為限制潛供電流，線路兩側(cè)各裝置一組120 Mvar高抗，但投產(chǎn)前有一組高抗因鐵心接地返回制造廠修理。在只有一組高抗，內(nèi)過(guò)電壓和潛供電流比較嚴(yán)重條件下，為確�；萆蔷�按時(shí)安全投產(chǎn)，通過(guò)反復(fù)研究和分析，提出安全措施，使惠汕線順利投產(chǎn)，并為惠汕線和長(zhǎng)線路編制運(yùn)行規(guī)程提供了依據(jù)。

1　研究過(guò)程及主要結(jié)論

1.1　設(shè)計(jì)階段的研究結(jié)論

　　1994年，當(dāng)惠汕輸電工程進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段時(shí)，廣東省電力設(shè)計(jì)研究院(下簡(jiǎn)稱“設(shè)計(jì)院”)與原電力部電力科學(xué)研究院(下簡(jiǎn)稱“電科院”)共同開展對(duì)該工程內(nèi)過(guò)電壓的計(jì)算研究。該工程踏勘的線路長(zhǎng)293 km，研究的關(guān)鍵問(wèn)題是：在線路兩側(cè)出線斷路器取消合閘電阻的條件下，如何采取措施把統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓和線路閃絡(luò)率限制在規(guī)程和規(guī)定的范圍內(nèi)，確保輸變電設(shè)備的安全。由于惠汕線是國(guó)內(nèi)當(dāng)前不裝合閘電阻的最長(zhǎng)線路，且需要在線路中間裝設(shè)一組線路型氧化鋅避雷器(屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng))，因此，本工程的內(nèi)過(guò)電壓研究比短線路復(fù)雜得多。如果采用常規(guī)的計(jì)算模型，即線路參數(shù)是固定不變的，則統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓和線路閃絡(luò)率均超過(guò)規(guī)程的規(guī)定值，因此本研究采用復(fù)雜的J.MAITI模型。這個(gè)模型按桿塔的實(shí)際尺寸、對(duì)地平均距離以及土壤電阻率來(lái)進(jìn)行計(jì)算，并考慮線路參數(shù)隨頻率的變化而改變，即顧及線路的高頻特性。這個(gè)精確模型計(jì)算所需時(shí)間較長(zhǎng)，每種運(yùn)行方式需要十幾分鐘(常規(guī)模型幾秒鐘即可計(jì)算一種方式)。精確模型的計(jì)算結(jié)果較之常規(guī)模型可降低統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓10%左右，也相應(yīng)降低線路閃絡(luò)率，也就是說(shuō)，采用精確模型在運(yùn)行上減少10%的裕度。計(jì)算結(jié)果見電科院和設(shè)計(jì)院于1994年11月編制的《惠州—汕頭500 kV輸電系統(tǒng)內(nèi)過(guò)電壓及絕緣配合研究》，該研究的主要結(jié)論為：

　　a)惠汕線兩側(cè)需各裝1臺(tái)120 Mvar高壓并聯(lián)電抗器(以下簡(jiǎn)稱“高抗”)，中性點(diǎn)小電抗均取值750 Ω。

　　b)惠汕線地線材料采用GJ-70型鋼絞線是可行的。

　　c)在線路不采用快速三相重合閘條件下，惠汕線出線斷路器可以取消并聯(lián)合閘電阻。由于取消合閘電阻后線路閃絡(luò)率仍較高，因此，必須在線路揭陽(yáng)側(cè)加裝一組444 kV氧化鋅避雷器(MOA)。在三組444 kV MOA投運(yùn)后，合空線過(guò)電壓與線路閃絡(luò)率均能滿足要求(兩組母線420 kV MOA在合空線時(shí)也投入運(yùn)行)。

　　d)在操作過(guò)電壓下，MOA的最大能耗為允許值的23%；在故障操作過(guò)電壓下，MOA的最大能耗為允許值的19.6%。因此，把MOA作為操作過(guò)電壓的主保護(hù)，MOA仍有較大的裕度。

　　e)合汕頭空載變壓器時(shí)，應(yīng)投入該主變低壓側(cè)一組低壓電抗器(45 Mvar)，以防止主變發(fā)生諧振過(guò)電壓。

1.2　投產(chǎn)前的補(bǔ)充研究

　　500 kV惠汕輸變電工程于1997年12月18日投產(chǎn)。投產(chǎn)前設(shè)備測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)汕頭側(cè)高壓并聯(lián)電抗器鐵心接地，該高抗必須返回廠家修理，不能與工程同時(shí)投產(chǎn)。汕頭側(cè)高抗對(duì)惠汕工程安全投產(chǎn)和運(yùn)行調(diào)度有較大影響，且惠汕線實(shí)際長(zhǎng)度為268 km(不是1994年在圖紙上選線的293 km)，因此，500 kV惠汕輸變電工程啟動(dòng)委員會(huì)要求對(duì)該工程內(nèi)過(guò)電壓進(jìn)行補(bǔ)充研究。

　　1997年12月上旬，有關(guān)人員對(duì)線路的參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)，啟動(dòng)委員會(huì)又要求按實(shí)測(cè)參數(shù)再進(jìn)行一次過(guò)電壓研究，以確保啟動(dòng)的安全。這次研究，我們將母線型避雷器、線路型避雷器、線路中間的避雷器的實(shí)際伏安特性，線路的實(shí)際長(zhǎng)度，汕頭側(cè)高抗無(wú)法同步投產(chǎn)等實(shí)際因素都考慮了進(jìn)去，采用實(shí)測(cè)參數(shù)進(jìn)行研究，并采用實(shí)際桿塔尺寸按高頻特

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