高抗中性點電抗器接地時對UHV恢復電壓的影響 摘 要:為了使單相自動重合閘在超高壓同桿雙回線路中可靠重合,必須限制恢復電壓的大小。針對超高壓長線路中普遍裝設有并聯電抗器,可采用在并聯電抗器中性點加電抗器降低恢復電壓的特點,以淮南-滬西1000kV特高壓同塔雙回輸電工程建設淮南-皖南-浙北-滬西線路為例,用PSCAD/EMTDC仿真計算了取不同電抗器值時,多種運行方式下恢復電壓的大小。仿真結果推薦:淮皖中性點電抗器取500Ω,浙皖中性點電抗器取700Ω,浙滬中性點電抗器取500Ω。
關鍵詞:電抗器; 恢復電壓; 同桿雙回線; 單相自動重合閘; 超高壓
根據我國特高壓電網規劃,2020年1000kV交流線路大多數采用同塔雙回架設,對于具有電壓等級高、輸電距離長、輸送容量大等特殊性的特高壓同塔雙回線路是否存在單相重合閘過程中出現恢復電壓的問題。本文將就該問題,利用PSCAD/EMTDC對特高壓電網中1000kV交流同塔雙回輸電線路的恢復電壓進行計算研究。分析討論特高壓同塔雙回輸電線路高抗中性點電抗器接地時對UHV恢復電壓的影響。
一、特高壓同塔雙回線路與恢復電壓
(一)特高壓輸電線路特點
我國特高壓輸電線路特征之一:跨越區域廣、輸電距離長。根據我國特高壓規劃網架,表1統計了1000kV輸電線路不同長度范圍所占的比例。結果表明:規劃中,我國特高壓線路長度大多在100―500km范圍,其中300―500km的特高壓線路占49.2%,近一半。
我國特高壓輸電線路特征之二:電壓等級高,輸送潮流大。對于電網結構較堅強的特高壓核心環網,交流特高壓輸電線路的送電能力較強,每回線可以接近或超過4000MW;輸電距離較遠而送端電網又薄弱的電源直接送出線路,如蒙西送出及陜北送出線路,送電能力受穩定限制相對較低,每回線也有2000MW左右。
(二)同塔雙回運行方式
同塔雙回線路除存在兩回線正常送電的雙回運行方式外,還存在一回線停運、另一回正常送電的單回運行方式。為保證輸電的可靠性,雙回線中的任意一回都應滿足單相重合閘的要求。線路高抗及其中性點電抗器對單相重合閘過程中的潛供電流和恢復電壓有抑制作用。因此,對于有高抗補償的同塔雙回線路,在選擇高抗中性點電抗器時,除考慮雙回正常送電方式外,還需要兼顧單回送電的方式。
(三)同桿雙回線的恢復電壓
恢復電壓包括靜電和電磁兩感應分量,恢復電壓的靜電感應分量通過相間電容靜電耦合產生,由線路參數(電容)和補償程度決定而與線路長度無關。電磁感應分量由非故障相的負載電流通過相間互感引起。負荷越大,線路兩側母線電壓向量間夾角越大,被開斷相上電壓越高。
二、仿真計算
(一)系統條件
淮南-滬西1000kV特高壓同塔雙回輸電工程建設淮南-皖南-浙北-滬西線路,其中淮南至皖南線路長326.5km,皖南至浙北長151km,浙北至滬西長165km,總長642.5km。系統拓撲結構如圖1。圖1淮南-滬西1000kV線拓撲圖
導線:淮南-滬西1000kV特高壓同塔雙回輸電工程導線采用8×LGJ-630/45鋼芯鋁絞線,兩條地線分別為LBGJ――240――20AC和OPGW――24B1――254。高抗:根據系統的無功平衡和電壓控制要求,淮南-皖南-浙北-滬西特高壓線路全線配置高抗5520MVA,淮南-皖南雙線兩側共配置高抗4×720MVA,皖南-浙北雙線兩側對腳配置高抗2×600MVA,浙北-滬西雙線兩側對腳配置高抗2×720MVA。
(二)淮皖線高抗中性點電抗器的選擇
1、淮皖線發生單相故障時恢復電壓與中性點電抗器阻值的關系。線路雙回運行以及單回運行(另一回兩端接地)時單相接地故障,中性點電抗器阻值取300Ω時,恢復電壓最低,單回運行,停運線兩端懸空時,中性點電抗器阻值取600Ω時,恢復電壓最低。綜合各種故障考慮,推薦淮皖中性點電抗器取500Ω。
2、皖浙線發生單相故障時恢復電壓與中性點電抗器阻值的關系。線路雙回運行以及單回運行(另一回兩端接地)時單相接地故障,中性點電抗器阻值取500Ω時,恢復電壓最低,單回運行,停運線兩端懸空時,中性點電抗器阻值取1000Ω時,恢復電壓最低。綜合各種故障考慮,推薦淮皖中性點電抗器取700Ω。
3、浙滬線發生單相故障時恢復電壓與中性點電抗器阻值的關系。線路雙回運行以及單回運行(另一回兩端接地)時單相接地故障,中性點電抗器阻值取300Ω時,恢復電壓最低,單回行,停運線兩端懸空時,中性點電抗器阻值取600Ω時,恢復電壓最低。綜合各種故障考慮,推薦淮皖中性點電抗器取500Ω。
三、結 論
恢復電壓包括靜電和電磁感應分量,加中性點電抗器其目的是補償線路的相間電容,所以選取合適的電抗值非常重要,通過上面的仿真計算可知,推薦淮皖中性點電抗器取500Ω,推薦皖浙中性點電抗器取700Ω,推薦浙滬中性點電抗器取500Ω。 |
