惠汕500 kV输电线路长268 km,由于取消出线断路器的合闸电阻,使统计操作过电压和线路闪络率偏高。为降低统计*作过电压和线路闪络率,设计中在线路中间装设一组线路型444 kV MOA(氧化锌避雷器),属国内首创;为限制潜供电流,线路两侧各装置一组120 Mvar高抗,但投产前有一组高抗因铁心接地返回制造厂修理。在只有一组高抗,内过电压和潜供电流比较严重条件下,为确保惠汕线按时安全投产,通过反复研究和分析,提出安全措施,使惠汕线顺利投产,并为惠汕线和长线路编制运行规程提供了依据。
1 研究过程及主要结论
1.1 设计阶段的研究结论
1994年,当惠汕输电工程进入初步设计阶段时,广东省电力设计研究院(下简称“设计院”)与原电力部电力科学研究院(下简称“电科院”)共同开展对该工程内过电压的计算研究。该工程踏勘的线路长293 km,研究的关键问题是:在线路两侧出线断路器取消合闸电阻的条件下,如何采取措施把统计*作过电压和线路闪络率限制在规程和规定的范围内,确保输变电设备的安全。由于惠汕线是国内当前不装合闸电阻的最长线路,且需要在线路中间装设一组线路型氧化锌避雷器(属国内首创),因此,本工程的内过电压研究比短线路复杂得多。如果采用常规的计算模型,即线路参数是固定不变的,则统计*作过电压和线路闪络率均超过规程的规定值,因此本研究采用复杂的J.MAITI模型。这个模型按杆塔的实际尺寸、对地平均距离以及土壤电阻率来进行计算,并考虑线路参数随频率的变化而改变,即顾及线路的高频特性。这个精确模型计算所需时间较长,每种运行方式需要十几分钟(常规模型几秒钟即可计算一种方式)。精确模型的计算结果较之常规模型可降低统计*作过电压10%左右,也相应降低线路闪络率,也就是说,采用精确模型在运行上减少10%的裕度。计算结果见电科院和设计院于1994年11月编制的《惠州—汕头500 kV输电系统内过电压及绝缘配合研究》,该研究的主要结论为:
a)惠汕线两侧需各装1台120 Mvar高压并联电抗器(以下简称“高抗”),中性点小电抗均取值750 Ω。
b)惠汕线地线材料采用GJ-70型钢绞线是可行的。
c)在线路不采用快速三相重合闸条件下,惠汕线出线断路器可以取消并联合闸电阻。由于取消合闸电阻后线路闪络率仍较高,因此,必须在线路揭阳侧加装一组444 kV氧化锌避雷器(MOA)。在三组444 kV MOA投运后,合空线过电压与线路闪络率均能满足要求(两组母线420 kV MOA在合空线时也投入运行)。
d)在*作过电压下,MOA的最大能耗为允许值的23%;在故障*作过电压下,MOA的最大能耗为允许值的19.6%。因此,把MOA作为*作过电压的主保护,MOA仍有较大的裕度。
e)合汕头空载变压器时,应投入该主变低压侧一组低压电抗器(45 Mvar),以防止主变发生谐振过电压。
1.2 投产前的补充研究
500 kV惠汕输变电工程于1997年12月18日投产。投产前设备测试时发现汕头侧高压并联电抗器铁心接地,该高抗必须返回厂家修理,不能与工程同时投产。汕头侧高抗对惠汕工程安全投产和运行调度有较大影响,且惠汕线实际长度为268 km(不是1994年在图纸上选线的293 km),因此,500 kV惠汕输变电工程启动委员会要求对该工程内过电压进行补充研究。
1997年12月上旬,有关人员对线路的参数进行实测,启动委员会又要求按实测参数再进行一次过电压研究,以确保启动的安全。这次研究,我们将母线型避雷器、线路型避雷器、线路中间的避雷器的实际伏安特性,线路的实际长度,汕头侧高抗无法同步投产等实际因素都考虑了进去,采用实测参数进行研究,并采用实际杆塔尺寸按高频特性得出的线路参数进行研究。