单回输电线路架空地线感应电流分布规律与电能损耗影响因素研究.pdfVIP

第四届全国架空输电线路技术交流研讨会论文集 输电线路工程设计与施工 单回输电线路架空地线感应电流分布规律 及电能损耗影响因素研究 徐晓刚 毛先胤 陈锐民 (广东电网公司电力科学研究院 广州 50080) 摘要：本文建立了输电线路架空地线感应电流计算模型，仿真分析了输电线路的线路电流、线路电流不平衡度、线 路长度、档距、导地线的平均高度、导线相间距离和地线间距等因素对架空地线感应电流以及电能损耗影响． 关键词：架空地线感应电流电能损耗影响因素 1 绪论 输电线路架空地线与导线间存在静电耦合和电磁感应，且因导线和地线空间位置排列的局限， 各相导线在架空地线中的感应电势无法相互抵消。其中，静电感应电压的大小与输电线路电压等级 及导线的布置方式紧密相关，而与线路的长度及负荷电流的大小基本无关，当地线多点接地、一点 接地或经排流线圈接地时，其静电感应电压接近于零；与静电感应分量不同，电磁感应电压的大小 取决于负荷电流、线路长度和导线布置方式，而与输电电压的数值无关。 根据资料估算，我国OPGW逐基接地时，OPGW由于电磁感应而产生感应电流，220kV线路 (3．5)×10％叨以百公里．年)。我国线路大规模增长的情况下，每年损耗的电能是相当多的。要降低架 空地线的损耗及其降损措施，首先应研究架空地线的感应电流分布规律及其影响因素，从而采取针 对性的措施。 本文采用ATP．EMTP建立输电线路架空地线感应电流计算模型，仿真计算了输电线路运行参数 和输电线路结构参数对架空地线感应电流以及架空地线电能损耗的影响。前者包含输电线路相序、 电流大小和电流不平衡度，后者包括接地电阻、线路长度、档距、导地线型号、导地线平均高度、 导线相间距离和地线线间距离对架空地线感应电流的影响，为架空地线降损提供指导。 2感应电流仿真计算模型 本文对感应电流的计算采用ATP．EMTP仿真软件。输电线路采用兀模型等值电路模拟(如图 2．1)，线路的串联阻抗矩阵【Z’】和并联导纳矩阵【Y’】可由支持子程序LINECONSTANTS计算，其中 串联阻抗R’+jcoL’和并联导纳G’+l／jcoC’的值与输电线路导地线布置有关，包括线路长度、档距、导 线型号、地线型号、导线平均高度、地线平均高度、导线间距、地线间距等。 67 第四届全国架空输电线路技术交流研讨会论文集 输电线路工程设计与施工 图2．1输电线路兀型等值电路 通过以上仿真模型对某500kV线路进行了仿真计算，与实测值进行对比。结果如下表2．1所 示。图中看出，对两基杆塔大号侧、小号侧感应电流的仿真结果与现场实际测量的误差最大值仅为 5．2％，N22塔误差小于1％，验证了仿真模型的准确性。 表2．1模型仿真与实测感应电流对比 地线环流(A) 现场实测结果 仿真结果 相对误差 N13塔0PGW小号侧 68．7 65．1 5．20％ N13塔oPGW大号侧 70．3 66．9 4．84％ N22塔0PGw小号侧 55．7 56．1 0．72％ N22塔0PGW大号侧 57．8 57．4 0．69％ 3架空地线感应电流的分布规律 笔者根据《国家电网公司输变电工程典型设计——-220kV输电线路分册》的典型设计参数，取 和电能损耗大小。 流过左侧(L)和右侧(R)两条架空地线的感应电流和经杆塔接地装置入地的感应电流波形如 图3．1所示。左侧和右侧两条架空地线的感应电流大小相近，相位相差约172．080，近似反相。可见 对于单回输电线路，架空地线感应电流主要经各个档距内的左侧架空地线和右侧架空地线本身形成 的回路流通，小部分感应