浅议500kV线路保护

[摘要]在电力系统中存在各种不同的线路，传输的电流量不尽相同。从电力系统实际运行情况来看，输电线路中的电流量越大，安全隐患越大，发生事故的概率也就偏高。在电力系统中500kV超高压、长距离输电线路存在较大安全隐患，发生事故概率也相对较高，对于提高500kV线路安全和稳定，已成为电力单位关注的重点，针对500kV线路进行分析，对线路中存在安全隐患进行防护，最大限度保证线路正常运行。本文将对500kV线路保护进行研究和分析。

[关键词]500kV线路 运行技术 同杆双回线路

[中图分类号] F532.7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-217-1

0前言

当今，电力系统正常、稳定运行已越来越受到电力单位的重视，为人们提供更加安全优质的电能是电力单位的工作重点。如何在当前庞大用电量需求的情况下，保证电力系统持续、安全、稳定的供电成为一个严峻的问题，尤其是保证电力系统中高电压线路的安全运行。

1感应电压电流的保护

500kV双回线路，当线路停运时，双回线路之间的存在高电压的安全隐患。500kV同杆架设双回线路导线间距较近，导线之间、导线与大地之间存在很强的静电耦合和电磁耦合。双回线路正常运行情况下，两条线路之间存在的静电耦合和电磁耦合，不会对整个线路运行造成任何影响，但是在双回线路停运的情况下，两者之间将会产生高达几十千伏的电压，一旦受不良因素的影响，触动高电压，将会产生严重的安全事故，线路受到严重的破坏。

为了保证500kV线路保护效果，需要对双回线路的感应电压电流进行防护。在500kV线路防护中影响感应电压和感应电流的主要因素是线路的换位方式、平行线路的长度、回路间距离等等。其中线路的换位方式是影响感应电压和电流的重要因素，因为接地线位置和接地电阻大小对于电磁耦合和电场耦合的影响较大，而接地线位置和接地电阻大小直接由线路的换位方式决定。对线路长度影响程度进行分析，在不考虑运行线路的暂态情况下，静感应电流和电压由于线路长度增加，变化幅度较大，但是在电力系统中线路长度增加可能性较小；对回路之间距离因素进行分析，检测不同距离双回线路的静电感应电压和电流，变化程度较小。总体来说，降低停运下双回线路感应电流和感应电压的关键是合理更换线路的方式。 因此，感应电压电流的防护采用的措施是对双回线路停运时线路的源端、负载端接地后进行换位，从而降低感应电流，相应的感应电压也随之减低，避免双回线路停运时两者之间存在高电压，给变电线路带来威胁。

2500kV并联电抗器防护

在整个500kV线路保护中，并联电抗器发挥着非常重要的作用，是保证整个系统能够持续、稳定、安全的重要设备。由于并联电抗器具有限制潜供电容电流、限制系统工频过电压和操作过电源、提高重合闸成功率、吸收容性无功功率等特点，并联电抗器通常接在超高压输电线路的末端和地之间，起到无功补偿的作用。并联电抗器在使用过程中出现故障几率较高，因此，对500kV并联电抗器防护尤为重要。

对于500kV并联电抗器的防护措施主要有零序功率方向匝间短路防护、负序功率方向匝间短路保护。在电抗器匝间短路和接地故障时，有零序故障分量产生。通常情况下，零序电流取自电抗器高端和取自电抗器中性点侧两种情况，当零序电流取自电抗器中性点时，零序电流的正方向是向电抗器高压侧引线端进行；当零序电流取自电抗器高端时，容易增大电流，造成匝间短路、内部接地的现象发生。因此，对零序功率方向匝间短路保护是引入一个补偿电压，补偿零序电压，避免零序电压过小，促使并联电抗器发生故障。零序功率方向匝间短路保护是在并联电抗器发生匝间短路、内部接地故障和外部故障的情况下，系统中产生零序分量和负序分量，其中负序分量中的负序电压和负序电流将会导致匝间短路、内部短路、外部短路内存在高电流，进而有效的保护并联电抗器，避免并联电抗器出现故障，实现500kV线路运行的正常、稳定。

3同杆双回线路防雷保护

所谓同杆双回线路是指一根电杆或一个输电铁塔上架设的两回供电线路。在500kV线路运行中，同杆双回线路的反击性能容易受到不良因素的影响，从而导致线路跳闸。一般同杆双回线路主要在两种情况下会增加跳闸率。一是在500kV线路运行过程中，冲击接地电阻增大，输电线路中双回跳闸的可能性非常大，反击跳闸率就会增大。对于此种情况，处理的最佳方法是在双地线中间增加一条地线，起到分流和耦合的作用，减少冲击接地电阻的可能性，在输电线路中集中的电流过大的可能性较低。另外，铁搭电位有一定的差异，加入的第三个线路起到降低电流的作用，避免铁塔反击跳闸率增大。二是因为输电铁塔过高，容易受到雷击，输电线路就会出现跳闸。导致此种现象出现的具体原因是输电铁塔过高，与上空的距离缩短，在雷雨天气中引雷的面积增大，当雷击到输电线路时，将沿着输电线路、铁塔进行传播，直至入地。雷击在输电线路传播过程中，塔顶或横担电位增加，容易造成反击，增加雷击跳闸率。

以上两种情况将引发同杆双回线路反击功能，进而增加跳闸率，对于500kV线路安全、稳定运行非常不利。为此，需要在500kV线路运行中增加保护措施，最大限度降低输电线路跳闸率。对于500kV线路运行中冲击接地电阻增加电流，从而引发同杆双回线路反击功能，导致跳闸率增大的处理方法上文已经提及。对于由于雷击导致输电线路跳闸率增大的情况，处理方法是同杆双回线路防雷保护措施。在同杆双回线路上设置防雷保护措施主要是提高线路的耐雷性能，降低线路的雷击跳闸率，通常采用假设避雷针的方法保护线路。在同杆双回线路中架设避雷针需要注意架设的方式，观察当地的自然环境、地形、电压等级、线路经过地雷电活动的强弱等，确定最佳的架设位置和方式。另外，在同杆双回线路中设置的防雷保护措施还有安装线路型避雷针、架设耦合地线、依据击剧法优化选择杆塔、逆向序排列导线等方法，各种防雷保护措施的应用根据输电线路的实际情况合理应用。

4小结

500kV线路是电力系统中的超高压线路，在运行过程中一旦受到影响，发生事故，将会造成严重的破坏。对此，电力单位将保证500kV线路安全、稳定运行作为重要的工作任务，其防护方法主要是从感电压电流防护、并联电抗器保护、同杆双回线路防雷保护等方面进行，从而大大提电力系统的安全性、稳定性。

参考文献

[1]韩彦华，黄晓民，杜勤生.同杆双回线路感应电压和感应电流测量与计算[J].高电压技术，2007，33（1）：140-143.