基于EMTP的330kV架空线路工频过电压分析与计算

国网甘肃省电力公司电力科学研究院的研究人员张秀斌、温定筠等，在2015年第3期《电气技术》杂志上撰文，输电线路绝缘子闪络已经成为影响供电可靠性的重要因素,采取相关防污闪措施已经成为必须。

本文通过对西北地区某条330kV架空输电线路建立简化等值电路模型,应用EMTP电磁暂态程序对线路末端空载、线路三相不对称短路故障下等几种可能产生工频电压过电压的运行方式进行仿真计算，结合长期运行数据得出各种运行方式下输电线路的过电压特性，从而为探讨线路闪络的原因和研究确定预防输电线路闪络事故的技术方案提供相关参考。

近年来，电网内各电压等级的输电线路多次发生绝缘子闪络跳闸事故，对电网供电可靠性造成了重大影响，造成较大经济损失。对相关闪络事故分析发现，线路的闪络现象往往随着各种过电压现象而继发。

尽管国内外对线路过电压、杆塔电位分布、绝缘子电位分布以及污秽等开展过很多研究，但对于高海拔、长距离输电线路的研究依然较少。截至目前，对于西北地区330kV线路还没有一套完整、合理的预防输电线路绝缘子闪络事故更有效的技术措施，输电线路的运行存在着重大的安全隐患。

为了探讨西北高海拔地区绝缘子污秽闪络的形成机制，本文选取发生闪络事故较多的西北高海拔地区某330kV架空输电线路，利用电磁暂态程序EMTP（Electro-Magnetic Transient Program）对该输电线路闪络频发段进行工频过电压的仿真计算，通过计算输电线路沿线各节点工频过电压，结合长期运行数据得出各种运行方式下输电线路的过电压特性。

为进一步开展各种污秽绝缘子的表面污秽分布与其电位、电场间的关系相关理论仿真和试验分析提供数据，并为探讨线路闪络的原因和研究确定预防输电线路闪络事故的技术方案提供相关参考。

图1 某330kV输电线路电气接线

图2 330kV输电线路简化等值电路

结论

通过本文对工频过电压分布的计算分析可知：通过在线路上加装并联电抗器，可以有效降低沿线的工频过电压，由于并联电抗器的补偿度较低，此时工频过电压的沿线分布会呈现为畸变了的抛物线形规律，在线路距A变电站3/5处的几基杆塔过电压最高。

在线路末端发生两相接地短路故障时，出现最大工频过电压，相-地最大工频过电压值为1.236p.u.，相-相最大工频过电压值为1.746p.u.，但均未超出绝缘配合的要求。

考虑到工频过电压持续时间长，过电压的高低对绝缘子污闪有一定影响，因此，通过在工频过电压较高的杆塔处采取增加绝缘子爬距或片数等方式加强绝缘，从而可以有效地限制极值点的过电压水平，降低闪络发生的可能。

运行经验表明，线路绝缘子发生污闪的地点与线路过电压水平具有一定的关联性，在污秽等其他条件差别不大的情况下，过电压水平较高的地方更易发生闪络。因此通过加装并联电抗器等措施，可以使线路过电压分布曲线发生歧化，并在整体上得到限制。

通过分析此时线路工频过电压分布曲线的极大值点，有选择地采取合理的限制线路过电压的方式，配合其他一些加强绝缘的措施，能够对线路污闪的发生起到一定的限制作用。