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500 kV惠汕輸電系統(tǒng)內過電壓的研究結果和分析
500 kV惠汕輸電系統(tǒng)內過電壓的研究結果和分析摘 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率偏高。為降低統(tǒng)計操作過電壓和線路閃絡率，設計中在線路中間裝設一組線路型444 kV MOA(氧化鋅避雷器)，屬國內首創(chuàng)；為限制潛供電流，線路兩側各裝置一組120 Mvar高抗，但投產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，內過電壓和潛供電流比較嚴重條件下，為確�；萆蔷�按時安全投產，通過反復研究和分析，提出安全措施，使惠汕線順利投產，并為惠汕線和長線路編制運行規(guī)程提供了依據。
1 研究過程及主要結論
1.1 設計階段的研究結論
1994年，當惠汕輸電工程進入初步設計階段時，廣東省電力設計研究院(下簡稱“設計院”)與原電力部電力科學研究院(下簡稱“電科院”)共同開展對該工程內過電壓的計算研究。該工程踏勘的線路長293 km，研究的關鍵問題是：在線路兩側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率限制在規(guī)程和規(guī)定的范圍內，確保輸變電設備的安全。由于惠汕線是國內當前不裝合閘電阻的最長線路，且需要在線路中間裝設一組線路型氧化鋅避雷器(屬國內首創(chuàng))，因此，本工程的內過電壓研究比短線路復雜得多。如果采用常規(guī)的計算模型，即線路參數是固定不變的，則統(tǒng)計操作過電壓和線路閃絡率均超過規(guī)程的規(guī)定值，因此本研究采用復雜的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行計算，并考慮線路參數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，也相應降低線路閃絡率，也就是說，采用精確模型在運行上減少10%的裕度。計算結果見電科院和設計院于1994年11月編制的《惠州—汕頭500 kV輸電系統(tǒng)內過電壓及絕緣配合研究》，該研究的主要結論為：
a)惠汕線兩側需各裝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率仍較高，因此，必須在線路揭陽側加裝一組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，應投入該主變低壓側一組低壓電抗器(45 Mvar)，以防止主變發(fā)生諧振過電壓。
1.2 投產前的補充研究
500 kV惠汕輸變電工程于1997年12月18日投產。投產前設備測試時發(fā)現汕頭側高壓并聯(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。汕頭側高抗對惠汕工程安全投產和運行調度有較大影響，且惠汕線實際長度為268 km(不是1994年在圖紙上選線的293 km)，因此，500 kV惠汕輸變電工程啟動委員會要求對該工程內過電壓進行補充研究。
1997年12月上旬，有關人員對線路的參數進行實測，啟動委員會又要求按實測參數再進行一次過電壓研究，以確保啟動的安全。這次研究，我們將母線型避雷器、線路型避雷器、線路中間的避雷器的實際伏安特性，線路的實際長度，汕頭側高抗無法同步投產等實際因素都考慮了進去，采用實測參數進行研究，并采用實際桿塔尺寸按高頻特
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