超高压输电线路空载时相位分析

胡艳艳

摘 要：由于超高压输电线路具有明显的经济和技术优势，因此，在电力系统中得到了广泛的应用和发展。辽宁500kv北渤二线在带小负荷投运时一次电流为90A，而空载时电流为180A，电容电流对线路投运时的相位分析形成了严重的影响。基于此，该文分析了远程输电线路分布电容在线路空载投运时对相位测量的影响，提出消除影响的方法，以供借鉴。

关键词：输电线路 分布电容 相位测量

中图分类号：TM86 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（b）-00-02

输电线路本身是一个具有分布参数的电路，存在对地分布电容，会导致对地电容电流的增加。这个分布电容形成的电容电流，会随着线路运行电压的增高和线路长度的增加而增大。特别是超高压线路，由于电容电流的数值较大，在线路处于各种运行状态下线路两侧电流的大小及相位关系均随电容电流值的增大而相应变化。该文分析了投运线路的分布电容对线路投运的影响，并提出相位分析的具体方法。

1 输电线路分布电容对保护的影响

1.1 输电线路正常运行时电容电流的影响

在正常对称负荷运行方式下，电容电流将使线路两侧电流之间出现一定的相位差。

如图l所示，从M侧向N侧输送功率，计及分布电容的影响后，可绘出相量图如图2所示。

由图2可见，线路两侧电流间存在相位差φ，而且当输送功率减小时，此相位差将增大。

1.2 空载时的电容效应

长距离超高压输电线路由于线路采用分裂导线，线路的相间和对地电容均很大；在线路带电的状态下，线路相间和对地电容中产生相当数量的容性无功功率，且与线路的长度成正比。l00km长的500kV线路容性无功功率为100～120Mvar，为同样长度的220kV线路的6～7倍。对于长线路，其数值可达200～300kvar。而且如果线路处于空载状态，所产生的容性电流导致沿线电压分布不均匀。大量容性功率通过系统感性元件时，致使线路末端电压升高。

2 实例说明

北渤二线为扩建工程，渤海变侧扩建5021断路器间隔，北宁变侧扩建5033间隔，系统图如图3所示。送电时先由5021带小负荷给北渤二线充电、测相位。然后5022环并试投运。测相位时我们所持钳形相位表是“Ⅰ”路接电流“Ⅱ”路接电压，钳形夹子“*”端朝向电缆侧，电压回路取UAN为基准电压。

2.1 测量相位数据如下

（1）5021环并带小负荷送电时相位测量数据：103C（线路保护一4111卷）A相32.5mA∠285°， B相30.5mA∠44°，C相31.5mA∠168°，N2.6mA；931DM（线路保护二4121卷）A相32.2mA∠285°， B相30.0mA∠44°，C相30.3mA∠162°，N2.5mA；5041断路器测控4141卷A相63.8mA∠88°， B相59.6mA∠206°，C相60.7mA∠328°，N4.6mA；5021母差一4161卷A相 31.2mA∠277°， B相29.4mA∠35°，C相29.9mA∠161°，N2.2mA；5041母差一4161卷A相62.5mA∠86°， B相57.5mA∠200°，C相60.9mA∠321°，N4.8mA。

（2）5022环并送电时相位测量数据：103C（线路保护一4111卷）A相44.6mA∠228°，B相40.0mA∠345°，C相42.0mA∠109°，N3.0mA；931DM（线路保护二4121卷）A相44.4mA∠230°， B相42.0mA∠345°，C相44.0mA∠108°，N3.0mA；P1=-86.5MW，Q=-91MW。

2.2 检测相位是否正确的几个依据

（1）首先需要確保CT回路接线正确送电前方法：CT回路点极性、一次系统升流。投运时方法：用测得的数据进行分析。

（2）相位分析：首先看送电第一步（5021环并送电）此时因为是由5041开关充5021，根据潮流走向分析5041测控与5021保护角差197°，两母差卷角差191°，相序为正相序，所以判断接线及相位正确。

（3）与对侧相位比较分析。众所周知，正常运行时两侧相角差180°。而该次测量对侧A相相位300°，与本侧相差70°。70°角差产生原因分析：合环空充线路时线路上主要是无功电容电流，系统的等值电路如图4所示，由于双母线电压近似相等U1=U2，而相角有较小差别∮AB≠0，因此两母线间会有有功穿越，假设潮流方向由M到N，易知IMP=INP，IMQ≈-INQ，且有功电流、无功电流夹角为90°，则流经5021、5022断路器CT的电流IM=IMP+IMQ， IN=INP+INQ，其相量关系如图5所示，易知电流IM、IN的夹角为（0，360°），其大小取决于两母线功率交换及空充线路电容的大小，所以和对侧电流有可能出现夹角为70°的情况。

3 结语

超高压输电线线路投运时，由于电容电流的影响，对线路正确投运造成重大影响。有条件情况下最好分步带负荷检查，亦可参考文中上述三点分析，以提高空载投运时相位检测的正确性。

参考文献

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