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500 kV惠汕輸電系統(tǒng)內(nèi)過電壓的研究結(jié)果和分析
摘 要 惠汕500 kV輸電線路長268 km，由于取消出線斷路器的合閘電阻，使統(tǒng)計操作過電壓和線路閃絡(luò)率偏高。為降低統(tǒng)計操作過電壓和線路閃絡(luò)率，設(shè)計中在線路中間裝設(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)過電壓和潛供電流比較嚴(yán)重條件下，為確保惠汕線按時安全投產(chǎn)，通過反復(fù)研究和分析，提出安全措施，使惠汕線順利投產(chǎn)，并為惠汕線和長線路編制運行規(guī)程提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞 輸電 內(nèi)過電壓 研究
1 研究過程及主要結(jié)論
1.1 設(shè)計階段的研究結(jié)論
1994年，當(dāng)惠汕輸電工程進(jìn)入初步設(shè)計階段時，廣東省電力設(shè)計研究院(下簡稱“設(shè)計院”)與原電力部電力科學(xué)研究院(下簡稱“電科院”)共同開展對該工程內(nèi)過電壓的計算研究。該工程踏勘的線路長293 km，研究的關(guān)鍵問題是：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)計操作過電壓和線路閃絡(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。由于惠汕線是國內(nèi)當(dāng)前不裝合閘電阻的最長線路，且需要在線路中間裝設(shè)一組線路型氧化鋅避雷器(屬國內(nèi)首創(chuàng))，因此，本工程的內(nèi)過電壓研究比短線路復(fù)雜得多。如果采用常規(guī)的計算模型，即線路參數(shù)是固定不變的，則統(tǒng)計操作過電壓和線路閃絡(luò)率均超過規(guī)程的規(guī)定值，因此本研究采用復(fù)雜的J.MAITI模型。這個模型按桿塔的實際尺寸、對地平均距離以及土壤電阻率來進(jìn)行計算，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。這個精確模型計算所需時間較長，每種運行方式需要十幾分鐘(常規(guī)模型幾秒鐘即可計算一種方式)。精確模型的計算結(jié)果較之常規(guī)模型可降低統(tǒng)計操作過電壓10%左右，也相應(yīng)降低線路閃絡(luò)率，也就是說，采用精確模型在運行上減少10%的裕度。計算結(jié)果見電科院和設(shè)計院于1994年11月編制的《惠州—汕頭500 kV輸電系統(tǒng)內(nèi)過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120 Mvar高壓并聯(lián)電抗器(以下簡稱“高抗”)，中性點小電抗均取值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，必須在線路揭陽側(cè)加裝一組444 kV氧化鋅避雷器(MOA)。在三組444 kV MOA投運后，合空線過電壓與線路閃絡(luò)率均能滿足要求(兩組母線420 kV MOA在合空線時也投入運行)。
d)在操作過電壓下，MOA的最大能耗為允許值的23%；在故障操作過電壓下，MOA的最大能耗為允許值的19.6%。因此，把MOA作為操作過電壓的主保護，MOA仍有較大的裕度。
e)合汕頭空載變壓器時，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)生諧振過電壓。
1.2 投產(chǎn)前的補充研究
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)備測試時發(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，不能與工程同時投產(chǎn)。汕頭側(cè)高抗對惠汕工程
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