750kV平乾同塔双回线路参数仿真计算研究.pdf

_ 张小庆 ， 彭书涛 ， 李小腾 ， 刘 颖 ( 陕西电力科学研究院， 陕西 西安7 1 0 0 5 4 ) 摘要： 对国内首条7 5 0 k v同塔双回线路平乾线路的工频参数进行了仿真计算。 首先， 结合线路经过的地貌、 路径等实际情况， 考虑线路杆塔的变化、 换位情况等因素建立了7 5 0 k v平乾同塔双回线路的详细计算模型： 其次， 计算分析了不同大地电阻率下线路的工频参数， 并给出了模拟实测的7 5 0 k v 平乾线路的线路工频参数； 最后， 根据 变频实测方案对线路进行了仿真计算， 给出了变频仿真结果， 为7 5 0 k v线路参数实测及系统调试提供数据支持。 关键词： 7 5 0 k v同塔双回线路； 线路工频参数； 异频参数； 仿真计算 中图分类号 ： t m7 4 4 ； t p 3 9 1 9 文献标志码 ： a 文章编号： 1 6 7 3 7 5 9 8 ( 2 0 0 8 ) 0 9 0 0 1 4 0 4 0 引言 根据电网建设的需要 ，陕西和甘肃断面将新建 两条7 5 0 k v 输电线路 ，即7 5 o k v 兰州东一平凉一乾 县双回送电线路 。 为了减少输电线路 占地面积， 降低 单位容量线路造价 该线路采用超高压同塔双回架 设， 这是 国内首条同塔共架的7 5 0 k v 输电线路。 本文 对其 中7 5 0 k v 平凉开关站至7 5 0 k v乾县变 电站2 1 7 3 k m j 7 5 0 k v 同塔双回线路进行分析。首先根据 线路设计和线路走廊的实际情况对其中的平乾段进 行了分类 ， 建立详细的线路模型 计算得到更加接近 实际情况的线路参数 之后 ， 用异频法按照实测方案 对线路进行了模拟仿真 算 ，并给出了异频参数仿 真计算结果 、 1 线路基本情况 7 5 0 k v 平凉一乾县同塔双l 口 线路总长2 x 1 7 3 k m， 线路经过区域巾平地占8 1 ， 丘陵【 1 7 4 ， 山地 占 7 4 5 。7 5 0 k v 平乾同塔双 回线路在乾县变电站进 线约2 x 3 6 k m， 采用l g j k一 4 0 0 4 5 ) 径导线 而其余 导线均考虑采片j l g j 一 4 0 0 5 0 钢芯锅绞线 ，相导线采 片 j 六分裂形式 ， 其巾分裂间距为4 0 0 m m。7 5 0 k v 平 乾同塔双回线路 的一根地线采用o p g w地线复合光 缆 ，型号为o p c w一 1 4 5 ：另一根地线采用j l b 2 0 a一 1 5 0 铝包钢绞线 导线和地线的详细参数见表1 、在 7 5 0 k v 平凉开关站至7 5 0 k v 乾县变电站之间线路采 用逆相序反向换位的方式对各回导线进行一次全换 位 ， 如图1 所示。 表1 7 5 0 k v平乾 同塔双回线路导线和地线参数 a 1 b】 c1 c2 b2 a2 al b】 c l c2 b2 a2 图1 逆相序反 向换位 通过对平 乾线路 资料 的分析 ，确定7 5 0 k v 平 凉一乾县线路共有3 4 9 级杆塔 结合线路的杆塔结 构 。确定了7 5 0 k v 平乾同杆双回线路的导线排列结 构 ， 见表2 。 表2 7 5 0 k v 平乾 同杆双回线路的导线排列结构 注 ： 计算 导( 地 ) 线弧垂时取档距为5 5 0m； 水平 间距指的是相 同高度 e 两 回导 ( 地 ) 线 问的距离。 收稿 日期 ： 2 0 0 8 0 8 2 8 作者简介 ： 张小庆 (1 9 7 1 - ) ， 男， 陕两西安人， 高级 1 程师 ， 从事 电力系统及其 自动 化方 面的研究工作 2 线路工频参数计算 根据前面分析的资料 ， 对线路参数进行 了仿真 计算 。首先用电磁暂态分析仿真软件 ( e mt p ) i l 中 l c c 计算功能直接对线路进行了工频参数计算 ， 表3 给出了不同大地电阻率下的计算结果 。 表3 线路工频参数计算结果 注：表中计算得到的线路序参数是由l c c 汁算得到的等效序参数 取双回路的平均 值； 相参数取 多相 的平均值 。 为了对实测线路参数提供方法指导 ， 本文按双 回线均匀换位方式 ， 搭建线路模 型 ， 模拟 _t频实测 法f 2 l进行了仿真计算， 表4 给出了模拟计算结果。 表4 线路参数模拟 实测仿真计算结果 通过对表3 和表4 的计算结果分析可知 ： ( 1 )线路的正序阻抗参数随大地 电阻率的增加 变化很小， 其中正序电阻在大地电阻率增加1 0 0 f t 13 3 时减小0 0 0 3 ， 正序 电抗在大地电阻率增加1 0 0 q m 时增力 口 o 0 0 1 。 ( 2 )线路的零序阻抗参数随大地 电阻率的增加 有大幅度的变化 ，其中零序电阻在大地 电阻率增加 1 0 0 q m时增加0 5 7 4 ，零序电抗在大地电阻率增 力 1 0 0 q m时增力 0 9 9 6 。 ( 3 )线路的正序 电容几乎不随大地电阻率变化 而变化 ，而零序电容在大地电阻率增加1 0 0 q mlt ,j “ 增加0 0 0 0 2 。 ( 4 ) 线间耦合参数中的耦合阻抗随大地电阻率 的增加而增加 ，耦合 电容却不随大地电阻率的变化 而变化，其中耦合电阻在大地电阻率增加1 0 0 q m 时增加0 1 9 1 。 零序电抗在大地 电阻率增加 1 0 0 n m 时增) mo 3 8 2 。 ( 5 )线路参数实测结果表明 ， 正序阻抗和电容 的变化趋势和线路参数计算结果基本类似。 线路采用模拟实测法计算得到的结果虽然和线 路参数理论计算结果基本一致 ， 但还是有所区别的， 表5 给出了线路采用模拟工频测试法得到的参数与 线路采用理论计算得到的参数的对 比。 表5 模拟工频测试 n k cc 计算结果对比 注 ： 表 中的 比值指 的是模拟 工频 测试和l c c 计算 参数的 比值 ， 顺序 分别 是电阻 、 电抗和电容。 从表5 中可以看出，除了零序参数和零序电容 外，其余线路的模拟实测得到的参数均大于用l c c 法得到的线路参数 的计算值 ，两者存在差别 的主要 原因有 ： 1 )线路模拟实测参数并不能充分实现双回 线路 的解耦和同回线各相间的解耦 ： 2 )线路计算参 ； l 圈 0 垒 1 0 c j 专 题 论 坛 l 数是在理想化的条件下得到的 为了得到更接近实际线路的参数值，以下计算 中采用的线路模型不再采用均匀换位方式而是采用 与实际相符的换位方式， 表6 给出了此情况下采用模 拟工频实测法求得的线路_ t ： 频参数 。 表6 采用模拟工频实测法 求得的线路工频参数 注 ： 同塔双同线路所经区域的大地 电阻率取 3 0 0 q“ mo 在对7 5 0 k v 平乾同杆双回线路其他方面进行分 析时 ， 如电压控制和耦合特性分析 ， 为保证计算结果 的严密性和准确性， 线路参数需要用相分量模型来表 示。 表7 、 表8 给出了消去地线后， 并将每相分裂导线中 的各根导线归箅到i相等值导线 中后求得的线路参 数相分量姬阵 表7 线路电容参数矩阵 ix f k m 9 2 6 6 2 e 一 2 4 1 1 2 l e 一 1 7 2 5 6 4e 一 2 7 8 8 8 6 1 2 2 1 7 3 4 5 e l 4 4 2 7 9 e 一1 兄 6 8 7 6 5 e 一 2 6 3 8 5 6 e 一 2 7 3 6 4 9 e 一 2 l 4 4 0 7 e l 2 0 6 0 2 e 一1 4 5 6 4 8 e一 】 r 6 8 0 7 2e - 2 6 3 5 8 1 e - 2 6 1 3 3 8 e 一 2 7 3 6 9 8 e 一 2 1 2 7 8 3 e i l 5 6 7 7 e l l 7 4 8 4 e l 4 5 6 6 1 e 一 1 r 7 1 1 2 3 e 一 2 6 6 1 5 3 e 一 2 6 3 6 0 7 e 一 2 6 3 9 3 2 e 一 2 7 8 9 9 2 e 一 2 1 3 3 4 7 e l 1 5 2 8 0 e 一1 1 5 6 8 4 e 一1 2 0 6 2 3 e 一 1 4 4 3 0 9 e l ，r 7 6 8 2 3 e 一 2 7 1 2 0 2 e 一 2 6 8 1 7 6 e 一 2 6 8 9 2 3 e一 2 7 2 7 5 5 e 一 2 9 2 9 5 1 e 一 2 1 ， 3 2 4 5 e i l 3 3 6 9 e l 1 2 8l o e 一1 1 4 4 5 1 e 一 1 1 7 4 0 1 e 一 1 4 1 2 1 1 e l 注： 大地电阻率取3 0 0 n m 3 线路异频参数计算 异频测试法是分别对线路3 h 4 o h z 和6 0 h z 的电 压进行测试 ， 避开了工频干扰x , i juj l 试数据的影响 这 两种测试方法确保了线路t频参数实测的准确性 。 但工频参数与异频参数存在固有偏差 ，实际工程中 将4 0 h z 和6 0 h z n试数据 的平均值作为工频参数 本文在表6 中给出了工频测试法的仿真计算结果 这 里结合线路换位分段实际情况 ， 表9 给出了线路在4 0 h z 和6 0 h z 下 的参数仿真计算结果。 表9 不同频率下线路参数模拟实测值 4 结论 随着我国用电负筒的强劲增长及输 电容量和规 模的扩大， 我国在跨省( k) 5 o o k v电网之上将可能逐 步形成远距离 、 大规模、 低损耗为特征的特高压骨干 网络【 3 】 。当这些特高压和超 高压线路投入 电力系统 运行时， 需要进行实际输电线路工频参数的测量 特 高压和超高压线路为了减少输 电线路 占地面积 往 往会采用 同塔双回线路模式 ， 其线路距离一般较长 线路跨越其他高压运行线路区域越来越多，线路感 应电压越来越大 1 ， 会影响线路参数测试的准确性 以及测试人员 、 设备的安全 因此 ， 通过仿真计算分 析求得线路参数是当前切实可行的一种方法 ，本文 的仿真计算结果可以为7 5 0 k v 平乾线路工程系统调 试工作提供数据参考 参考文献 【 1 d o r n e l h w 电力系统 电磁暂态计算 m1 北京： 水 利电 力 h 版社， 1 9 9 1 2 李建明， 朱隶 高压电气设备试验方法( 第二版) m 1 北京： 中国电力出版社， 2 0 0 6 3 刘振业 特高压 电网【 m 一 e 京 ： 中国经济版社， 2 0 0 5 f 4 j 韩彦华， 黄晓明， 杜秦生 同扦双回线路感应电压和感应 电流测量与计算【 j 1 _ 高电压技术 2 0 0 7 3 3 ( 1 ) ： 1 4 0 1 4 2 5 郭志红， 姚金霞， 程学启， 等 5 0 0 k v同塔双回线路感应电 压、 电流计算及实测 高电压技术， 2 0 0 6 ， 3 2 ( 5 ) ： t i i 4 ( 责任编辑徐钊愈 ) s t u d y o n p a r a me t e r s s i mu l a t i o n ca l c u l a t i o n o f 7 5 0 k v p i n g - qi a n d o u b l e t r a n s mi s s i o n l i n e s o n s a me t o w e r zhang xi a o q i n g，p eng s h u t a o，li xi a o t e n g，li u yi n g ( s h a a n x i e l e c t r i c p o w e r r e s e a r c h i n s t i t u t e ， x i a n 7 1 0 0 5 4 ， c h i n a ) a b s t r a c t ： s i m u l a t i o n c a k u l a t i o n a r e c o n d u c t e d t o t h e p o w e r f r e q u e n c y p a r a m e t e r s o f t h e fi r s t 7 5 0 k v p i n g q i a n d o u b l e t r a n s mi s s i o n l i n e o n s a me t o we r i n ch i n a f i r s t l y c o mb i n e d wi t h t h e l a n d f o r m a n d r o u t e o f t r a n s mi s s i o n 1 i n e ，c o n s i d e r e d t h e v a r i a t i o n t r a n s p o s i t i o n o f t o w e r s t h e d e t a i l e d c a l c u l a t i o n m o d e l o f 7 5 0 k v p i n g q i a n d o u b l e t r a n s m i s s i o n l i n e o n s a me t o w e r i s s e t u p s e c o n d l y ， t h e p o w e r fre q u e n c y u n d e r d i f f e r e n t e a r t h r e s i s t i v i t y i s c a l c u l a t e d a n d a n a l y z e d ， a n d t h e me a s u r e d p o w e r fr e q u e n c y f o r s i m u l a t e d 7 5 0 k v p i n g q i a n t r a n s m i s s i o n l i n e i s g i v e n l a s t ， s i m u l a t i o n a n d c a l c u l a t i o n a r e m a d e t o t h e t r a n s mi s s i o n l i n e a s p e r v a r i a bl e f r e qu e nc y me a s ur e n l e ut s ( ：he me ， s i mul a t i o n r e s u l t i s o b t a i n e d， wh i c h c a n s up pl y da t a s u pp o rt f o r 7 50 k v t r an s mi s s i o n l i n e me a s ur e me nt s y s t e m co mn fis s i o n i n g k e y w o r d s ： 7 5 0 k v p i n g q i a n d o u b l e t r a n s mi s s i o n l i n e ； p o w e r f r e q u e n c y o f t r a n s m i