張小龍　高偉

摘要：經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，如果局部同塔輸電線路發(fā)生接地故障，會(huì)產(chǎn)生接地距離保護(hù)的誤動(dòng)，需要工作人員采取應(yīng)對(duì)措施，減少故障發(fā)生的可能性?；诖?，本文提出了分析不同塔的輸電線路特征、改變架設(shè)方式、仿真驗(yàn)證、采用新型接地技術(shù)四個(gè)方面措施，進(jìn)行局部同塔輸電線路的接地距離保護(hù)。

關(guān)鍵詞：局部同塔輸電線路;接地距離;解決措施

引言

隨著電力負(fù)荷的快速增長(zhǎng)和電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，同塔及局部同塔輸電線路大量出現(xiàn)。同塔及局部同塔輸電線路能在滿足可靠性要求的基礎(chǔ)上，提高單位線路走廊寬度下的輸電能力，降低電力建設(shè)投資，這些都是國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)共同追求的目標(biāo)。同塔及局部同塔輸電線路之間的正序和負(fù)序互感很小，一般可以忽略不計(jì)，但線路之間的零序互感較大，對(duì)通信及繼電保護(hù)造成的嚴(yán)重影響不能忽略。在此問題上，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了深入的研究。對(duì)同塔雙回輸電線路的電氣特性進(jìn)行了分析，指出了特高壓UHV（ultra-highvoltage）同塔雙回線間的零序互感影響接地距離保護(hù)范圍的準(zhǔn)確性。分析了同塔雙回線不同運(yùn)行方式與零序補(bǔ)償系數(shù)的關(guān)系，指出接地距離保護(hù)的測(cè)量阻抗受運(yùn)行方式的影響，并提出可以根據(jù)運(yùn)行方式選擇相應(yīng)的零序補(bǔ)償系數(shù)。分析了UHV同塔雙回線路在不同運(yùn)行方式下，零序互感對(duì)接地距離保護(hù)零序電流補(bǔ)償系數(shù)和測(cè)量阻抗的影響，提出了通過切換定值區(qū)的方式進(jìn)行接地距離保護(hù)零序電流補(bǔ)償系數(shù)整定的方法。分析了UHV交直流電網(wǎng)中交流系統(tǒng)發(fā)生對(duì)稱故障與不對(duì)稱故障時(shí)的機(jī)電-電磁暫態(tài)過程，指出交流系統(tǒng)擾動(dòng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大沖擊。指出雙回線外部相間不接地故障時(shí)，雙回線內(nèi)部的零序環(huán)流會(huì)造成超高壓EHV（extra-highvoltage）同塔雙回線零序方向縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)，并提出增加負(fù)序方向元件和工頻故障分量的方向元件作為改進(jìn)措施。選取不同的同塔四回線相模變換矩陣，研究經(jīng)相模變換后各模量對(duì)各種故障類型的不同反映特征，并提出了適用于同塔四回輸電線路的基于模量新型電流差動(dòng)保護(hù)。指出架設(shè)在同一出線走廊的平行雙回線及相鄰線路之間存在零序互感，平行雙回線會(huì)產(chǎn)生零序循環(huán)電流，在相鄰線路發(fā)生接地故障時(shí)該電流會(huì)造成電路平衡電流保護(hù)誤動(dòng)。綜述了同桿雙回線路保護(hù)及自動(dòng)重合閘的現(xiàn)狀及研究動(dòng)態(tài)，并指出應(yīng)用中還存在的問題。同塔并架輸電方式是我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢(shì)，但實(shí)際上全線同塔并架雙回的輸電線路并不多見，工程實(shí)際中還存在大量局部同塔線路的情況。局部同塔是同塔輸電線路中的一種特殊架設(shè)方式?，F(xiàn)有的研究主要集中在完全同塔多回線路故障分析及保護(hù)原理的研究。由于局部同塔輸電線路結(jié)構(gòu)的特殊性，目前對(duì)局部同塔多回輸電線路故障分析與保護(hù)原理的研究較少。與常見的完全同塔輸電線路一樣，由于零序互感的存在，發(fā)生故障時(shí)保護(hù)安裝處測(cè)量的零序電流會(huì)產(chǎn)生變化，會(huì)造成以零序電氣量相關(guān)的保護(hù)誤判，從而導(dǎo)致保護(hù)的拒動(dòng)或誤動(dòng)。此外，局部同塔輸電線路因其特殊性，有著不同的故障特性。給出了局部同塔雙回線一回線故障時(shí)，由于零序互感及雙回線閉合環(huán)網(wǎng)的存在，導(dǎo)致雙回線某側(cè)開關(guān)跳閘的相關(guān)案例。

1局部同塔輸電線路架設(shè)方式及等值電路

完全不同塔雙回線路的兩回線之間可以忽略互感的存在，即不同塔的雙回輸電線路可以看作2條單回線處理。而單回輸電線路因線路不換位等原因引起的不對(duì)稱和不平衡電流問題已有很多研究成果，本文不再贅述。

2如何進(jìn)行局部同塔輸電線路的接地距離保護(hù)

2.1分析不同塔的輸電線路特征

技術(shù)人員主要對(duì)完全不同塔、局部同塔和完全同塔輸電線路發(fā)生單相接地故障時(shí)的零序電流特征進(jìn)行分析研究。第一，局部同塔輸電線路。一般系統(tǒng)的電壓為1000kV，其系統(tǒng)正序阻抗是0.001+j49.34Ω，零序阻抗0.001+j46.03Ω。如果運(yùn)用鼓型架設(shè)方式，則保證塔高為54米，回線之間的距離為30米，若運(yùn)用單回輸電線路采用三角型架設(shè)方式，需要將塔高設(shè)為30米。當(dāng)雙回線中的一條線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，需要運(yùn)用不同的零序電流計(jì)算方式。第二，完全不同塔輸電線路。當(dāng)在線路中發(fā)生故障時(shí)看，技術(shù)人員需要保證非故障回線零序電流預(yù)期的比值小于一，也就是說完全不同塔輸電線路的一回線發(fā)生故障時(shí)非故障線路零序電流始終小于故障線路零序電流。第三，完全同塔輸電線路。與完全不同塔輸電線路不同的是，完全同塔輸電線路中發(fā)生單相接地故障，故障點(diǎn)兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生同方向的零序電流，單相接地故障與其兩側(cè)的零序電流大小與系統(tǒng)參數(shù)和故障位置有關(guān)，所以需要保證故障點(diǎn)兩側(cè)的零序電流相等且兩回線之間的零序互感相等。

2.2完全同塔輸電線路發(fā)生接地故障時(shí)的零序電流分布

完全同塔輸電線路故障回線零序電流將受到非故障線路零序電流的影響。設(shè)定S端、N端系統(tǒng)阻抗相等，兩回線的零序自阻抗相同，由以上分析可知當(dāng)故障點(diǎn)k′位于線路Ⅰ的中點(diǎn)時(shí)，非故障線路零序電流將不受零序互感影響，并且由于系統(tǒng)的對(duì)稱性，此時(shí)非故障線路零序電流為零，所以故障回線將不受非故障線路的影響;當(dāng)故障點(diǎn)k′位于線路Ⅰ末端時(shí)，非故障線路只受到來自一個(gè)方向的零序互感影響，與完全不同塔情況相比，非故障線路零序電流將變大，所以完全同塔輸電線路的故障線路零序電流比完全不同塔輸電線路的故障線路零序電流大。為定量分析最嚴(yán)重情況下兩回線零序電流變化，有必要深入研究局部同塔線路接地故障時(shí)的零序電流分布。

2.3采用新型接地技術(shù)

技術(shù)人員應(yīng)積極研究新型接地技術(shù)，從而保證局部同塔輸電線路的接地距離保護(hù)的性能。針對(duì)不同的工程實(shí)際，采取改變接地裝置型式等優(yōu)化措施，提高接地距離的合理性。例如，沙湖—上海廟750千伏輸電線路工程是滿足上海廟±800千伏換流變電站接入系統(tǒng)的需要，為上海廟—山東±800特高壓直流輸電工程提供送端交流網(wǎng)架支撐，是西北地區(qū)外送電力通道之一，限制寧夏750kV主網(wǎng)架短路電流水平，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。其電源送出符合我國(guó)能源流向，是轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)大范圍資源優(yōu)化配置的重要舉措，意義重大。

3仿真驗(yàn)證

在不考慮零序互感的情況下，當(dāng)故障發(fā)生在局部同塔末端時(shí)，測(cè)量阻抗相對(duì)誤差達(dá)到最大。當(dāng)故障發(fā)生在局部同塔輸電線路非同塔部分時(shí)，故障位置距離母線S端越遠(yuǎn)，測(cè)量阻抗相對(duì)誤差越小。在同塔末端發(fā)生接地故障時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差能達(dá)到13.64%，這將使得接地距離保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)整定值進(jìn)行補(bǔ)償后，測(cè)量阻抗的相對(duì)誤差將大大減小。顯然，本文改進(jìn)方法能使局部同塔雙回輸電線路接地距離保護(hù)更加可靠地動(dòng)作。以上仿真是針對(duì)每回線各自完全換位的輸電線路，下面對(duì)兩回線都不換位的輸電線路進(jìn)行仿真分析。局部同塔輸電線路不換位時(shí)，測(cè)量阻抗相對(duì)誤差的變化規(guī)律與換位時(shí)類似。在故障發(fā)生在局部同塔末端時(shí)達(dá)到最大。當(dāng)故障發(fā)生在局部同塔輸電線路非同塔部分時(shí)，故障位置距離母線S端越遠(yuǎn)，測(cè)量阻抗相對(duì)誤差越小。因此，局部同塔輸電線路不換位時(shí)的接地距離保護(hù)也可以將同塔末端故障時(shí)的信息量作為邊界條件，但要考慮線間正、負(fù)、零序互感之后的測(cè)量阻抗作為整定值。

結(jié)語

綜上所述，局部同塔輸電線路被應(yīng)用在各個(gè)施工工程中，其結(jié)構(gòu)具有特殊性，需要工作人員針對(duì)其故障的特性，制定有效的保護(hù)措施，減小故障線路測(cè)量抗阻之間的誤差，從而提高局部同塔輸電線路的接地距離保護(hù)性能。

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