【正文】 采用 PSCAD 軟件對(duì)線路間耦合干擾進(jìn)行計(jì)算分析，假定同塔四回路間有一回路產(chǎn)生了故障，則對(duì)其中另一回路的干擾可以用圖 12 所示的模型進(jìn)行計(jì)算分析，其中 S S S3為干擾源回路， C1S C1S C1S C2S C2S C2S C3S C3S C3S3 分別為干擾源對(duì)其他回路間的分布電容， C C C30 分別為交流線路的對(duì)地電容， C1 C1 C23 為交流線路相互間的等效電容。 SC； ACF 2： DT11／ 24＋ DT13／ 36＋ 2179。興安直流也因?yàn)檎鞯氐仍?，部分直流線路和接地極線路采用了同塔并架的方式，也正是因?yàn)檫@種方式，發(fā)生多次因?yàn)闃O線路故障而導(dǎo)致接地極線路保護(hù)動(dòng)作，目前關(guān)于這方面的研究只集中在如何防雷等措施上。 ㈡同塔架設(shè)直流輸電系統(tǒng)的單極 /雙極起動(dòng)，對(duì)健全和另外一 i 回直流輸電系統(tǒng)影響不大，單極起動(dòng)對(duì)健全極的影響與常規(guī)直流基本相當(dāng)。若將極Ⅰ設(shè)為極電流控制進(jìn)行上述計(jì)算時(shí)，極Ⅰ僅有 35 次發(fā)生換相失敗。調(diào)整研究模型的直流運(yùn)行工況與系統(tǒng)調(diào)試期一致，極Ⅰ、極Ⅱ的直流功率分別為 21 175mw。 系統(tǒng)基本條件為：177。接地端接地電阻模型使用 ? 平肥 5302 線空載運(yùn)行時(shí)，平西 5312 線感應(yīng)電壓和電流的計(jì)算結(jié)果見表 1, 計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)平肥 5302 線空載時(shí)，平西 5312 線靜電感應(yīng)電壓最大相電壓為 ,靜電感應(yīng)電流大約 2A，電磁感應(yīng)為 3V，電 磁感應(yīng)電流約為 耦合類型 A相 B 相 C 相 靜電耦合 US/KV IS/A 2 2 電磁耦合 Ue/V 3 3 2 Ie/A 表 平肥 5302 線空載運(yùn)行時(shí)平西 5312 線感應(yīng)電壓和電流 平肥 5302 線負(fù)荷為 1200MW 運(yùn)行時(shí)，計(jì)算以上同樣的數(shù)據(jù)，結(jié)果見表 。其大小決定于導(dǎo)線之間存在的電容耦合效應(yīng)， 現(xiàn)在以安徽省 500kv平西 5312線路為例進(jìn)行建模仿真。 500 kV 直流同桿并架方式。 架空線阻抗 利用 Carson 公式對(duì)空中平行架空線的單位長自阻抗和互阻抗進(jìn)行求解，得到的結(jié)果精度較高。由于提高計(jì)算精度需要調(diào)整收斂的設(shè)定，而 且與 模型一樣，沒有采用頻率相關(guān)特性的轉(zhuǎn)換矩陣，因此 Semlyen 模型對(duì)垂直排列的不換位線路和地下同軸電纜模擬的計(jì)算結(jié)果不夠精確，甚至在計(jì)算接地故障引起的過電壓時(shí)還會(huì)惡化，同時(shí) Semlyen 模型的穩(wěn)定性較差。39。在 EMTP 中，使用 3 個(gè)集中電阻來模擬線路，兩端的電阻值為 R/4，中間的電阻值為 R/2，如圖 所示。 Y sh u n t /2Z se r ie sY sh u n t /2 圖 ? 形模型 在進(jìn)行線路穩(wěn)態(tài)計(jì)算時(shí)，應(yīng)用 ? 形電路模型可以精確的模擬通常長度（ 100~200km以下）的線 路。 線路全長 10 km，沿線大地電阻率平均值為 1000 /m? ， 圖 特高壓直流輸電線路雷電繞擊仿真模型 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 同塔并架直流線路故障時(shí)電磁耦合模型 直流輸電線路 直流線路每極導(dǎo)線選用 4JL/G2A900/754/7 鋼芯鋁絞線； 2 根避雷線采用 GJ100型鍍鋅鋼絞線，具體線路參數(shù)見表 。當(dāng)穿過處在磁場(chǎng)中的一個(gè)線圈或者回路的磁通 ? 或者 磁通鏈 ? 隨時(shí)間變化時(shí)，線圈或者回路中將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于容性耦合而產(chǎn)生的感應(yīng)電壓將會(huì)因?yàn)楦浇慕饘賹?dǎo)線直接或通過相關(guān)設(shè)備接地而大幅度降低，同時(shí)線路上由于感性耦合而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用在附近線路與大地所構(gòu)成的回路中產(chǎn)生工頻電流，從而影響附近線路的安全。興安直流也因?yàn)檎鞯氐仍颍糠种绷骶€路和接地極線路采用了同塔并架的方式，也正是因?yàn)檫@種方式，發(fā)生多次因?yàn)闃O線路故障而導(dǎo)致接地極線路保護(hù)動(dòng)作，目前關(guān)于這方面的研究只集中在如何防雷等措施上。通過仿真，分析同塔直流輸電線路故障時(shí)，極線間的電磁耦合特性。國網(wǎng)公司也建有一個(gè)同塔雙回直流輸電工程，相關(guān)研究人員做過一些仿真分析，但也僅限于兩回直流之間，并未研究同一回直流不同極線之間的影響。 ③ 電磁輻射 輻射干擾是指強(qiáng)電系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻電磁干擾輻射，干擾能量通過空間電磁波的形式傳播到弱點(diǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾，隨弱點(diǎn)此系統(tǒng)電纜的接地方式不同形成共?；虿钅８蓴_。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 圖 π 型等效電路示意圖 電磁暫態(tài)計(jì)算軟件 APPDRA 具有架空輸電線路π型等效電路模塊 (LCC)。根據(jù)計(jì)劃在未來 20 年中，南方電網(wǎng)將出現(xiàn) 7條或更多直流輸電線路，華東電網(wǎng)也將出現(xiàn) 7條或更多直流輸電線路，華中電網(wǎng)將出現(xiàn)近 10 條直流輸電線路。我國已經(jīng)成為世紀(jì)范圍內(nèi)直流應(yīng)用前景最為廣闊的國家。這兩回直流四條直流輸電線路相互之間存在復(fù)雜的電磁耦合關(guān)系，既出現(xiàn)同一回直流的不同線路間，也包括不同回直流線路之間。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 特高壓直流極間線路之間存在一定程度的電磁耦合，這一耦合作用在雷電沖擊的情況下特別明顯，且影響到了另一極的穩(wěn)定運(yùn)行。 為了節(jié)省線路走廊，直流線路同塔并架在直流工程中也開始出現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：直流輸電 電磁偶和 保護(hù) EMTDC RTDS 仿真 III DC line fault electromagic coupling mechanism of the process ABSTRACT With the development of society AC transmission systems are also developing into a more advanced HVDC era. The DC transmission theory and technology has been in the forefront of power engineering disciplines. Since 1882 to create a history of supplying electric power DC transmission, DC transmission in longdistance highcapacity transmission, submarine cable transmission and different frequencies in working for its unique advantages. DC transmission on the technical, economic advantage and China39。直流輸電在技術(shù) ,經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)和我國國情決定了我國發(fā)展直流輸電的絕對(duì)必要性和廣闊前景。 本論文從一下研究主題和方法出發(fā)：（ 1）研究直流輸電線路電磁暫態(tài)耦合的機(jī)理，建立輸電線路電磁耦合計(jì)算分析的數(shù)學(xué)模型。s national conditions determine the absolute necessity of the development of DC transmission and broad prospects. This paper from your research topics and methods departure: (1) study the mechanism of DC transmission line coupling of electromagic transient transmission line electromagic coupling analysis mathematical model. Through simulation, the DC transmission line fault analysis on the same tower, the electromagic coupling between the polar characteristics. (2) parallel to the erection of transmission line fault between different loop electromagic coupling characteristics。興安直流也因?yàn)檎鞯氐仍颍糠种绷骶€路和接地極線路采用了同塔并架的方式，也正是因?yàn)檫@種方式，發(fā)生多次因?yàn)闃O線路故障而導(dǎo)致接地極線路保護(hù)動(dòng)作，目前關(guān)于這方面的研究只集中在如何防雷等措施上。云廣直流 2021 年 和 2021 年 的兩次雙極相繼閉鎖事故中都是因?yàn)橐粯O線路故障而引起了另一極電流電壓的波動(dòng)從而使另一極保護(hù)動(dòng)作，并最終導(dǎo)致雙極相繼閉鎖。當(dāng)任一線路發(fā)生故障時(shí)對(duì)其它三條線路的影響機(jī)制及分析方法，相關(guān)直流系統(tǒng)控制保護(hù)的響應(yīng)特性等問題，目前都研 究較少。 武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 近 20 年來，我國直流輸電從無到有，經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的階段。顯然我國已夸人直流輸電混合大電網(wǎng)時(shí)代，在技術(shù)上和管理上 都對(duì)我國的電力工作提出了挑戰(zhàn)。每一檔距采用一段π型 LCC 模型，整條線路采用多條π型 LCC 模型級(jí)聯(lián)的方式建立模型，如下圖所示。 ④ 公共阻抗耦合 這是噪聲源和信號(hào)源具有公共阻抗時(shí)的傳導(dǎo)耦合，如雷擊電流和短路電流流入地網(wǎng)，盡管接地網(wǎng)電阻很小，但畢竟不為零，這將使地電位升高，且接地網(wǎng)上不同點(diǎn)出現(xiàn)地電位差。而針對(duì)相關(guān)問題的分析模型與方法、研究手段、工程試驗(yàn)等方面，國內(nèi)外都還基本處于空白。 （ 2）研究平行架設(shè)輸電線路故障時(shí)不同回路間的電磁耦合特性；基于 EMTDC、 RTDS的同塔并架直流線路故障過程的電磁耦合機(jī)理仿真研究，包括極線之間的耦合和同塔并架下同一個(gè)塔上不同線路之間的耦合。 正在建設(shè)的溪洛渡送電廣東同塔雙回直流工程中，兩回直流的線路即架設(shè)在同一個(gè)桿塔上。 容性耦合 在電力線路運(yùn)行時(shí)，在線路周圍的空間中會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，這會(huì)賦予電場(chǎng)中的導(dǎo)體或武漢大學(xué)珞珈學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 電介質(zhì)相應(yīng)的電位（電位值取決于電位參考點(diǎn)的選取，通常取大地為電位參考點(diǎn)）。在電路中，通過電感參數(shù) L與互感參數(shù) M來描述這一電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由于按雙回同塔設(shè)計(jì)，極導(dǎo)線需按上下兩層布置。而進(jìn)行線路的暫態(tài)計(jì)算式，要應(yīng)用 ? 形電路模型必須滿足：裁斷頻率 cf遠(yuǎn)大于線路暫態(tài)現(xiàn)象的基本頻率 tf ，其中 cf 由 ? 形電路模型的 L， C 決定。 此時(shí)在線路中必須滿足 /4RZ的條件才能得到準(zhǔn)確合理的結(jié)果，此 處 Z 為波阻抗。CLl??? 為每 段 傳 播 時(shí)間 ， 39。 模型 模型是目前應(yīng)用最廣的線路模型，在 模型中采用了具有頻率相關(guān)特性的線路參數(shù)。如圖 21所示的架空線，用 Carson 公式分別計(jì)算其單位長自阻抗及互阻抗可得 002ln2 iii iiihZ j Jr???????? () 220022()ln2 ()i j ijij iji j ijhhZ j Jhh??????? ? ???? ? ? () 式中 J為無窮限積分 220 0ihii jeJdj? ?? ? ? ? ??????? () ()20 0 c o sijhhij ijjeJ d dj? ??? ? ? ? ???????? () Carson 公式計(jì)算出的結(jié)果雖然較準(zhǔn)確，但其計(jì)算由于無窮限積分的存在變得十分復(fù)雜。兩回直流共起點(diǎn)、共落點(diǎn)、共換流站、線路共桿、共用接地極，直流輸電容量 2 x 3200MW，直流線路長度 2 x 1286 km。平西 5312線全長 ，其中 20km 與平肥 5302 線為同塔雙回路不換位，建立模型時(shí)只考慮同塔部分 。計(jì)算表明，與 5302 線空載時(shí)相比，靜電感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流不變，電磁感應(yīng)電壓和電流增加。 800KV 直流雙極額定容量 500 萬千瓦，177。在研究模型中進(jìn)行廣東靠近廣東極Ⅱ直流線路故障試驗(yàn)，仿真波見圖 3 極Ⅱ直流線路故障期間導(dǎo)致極Ⅰ發(fā)生換相失敗，仿真波形與圖 3給出的現(xiàn)場(chǎng)波形基本一致。這說明極Ⅱ直流線路發(fā)生故障期間若極Ⅰ處在雙極功率控制，極補(bǔ)償功能導(dǎo)致極Ⅰ直流上升也是導(dǎo)致其換相失敗的一個(gè)原因。 ㈢同塔架設(shè)直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流線路故障對(duì)健全極的影響比常規(guī)單回直流大，線路故障期間可能導(dǎo)致健全極逆變器發(fā)生換相失敗，是否發(fā)生換相失敗與同塔直流線路塔桿結(jié)構(gòu)、直流線路故障發(fā)生時(shí)刻及健全極的控制模式有關(guān)。 正在建設(shè)的溪洛渡送電廣東同塔雙回直流工程中，兩回直流的線路即架設(shè)在同一個(gè)桿塔上。 SC； ACF 3： DT11／ 24＋ DT13／ 36＋ 2179。 圖 同塔線路間耦合干擾分析模型 這里仍以前面所計(jì)算的同塔四回 110ｋ V線路為例，當(dāng)線路電壓為其最高電壓，即 u＝ 179。假設(shè)線路是三相電壓對(duì)稱且均勻換位的理想運(yùn)行狀況，根據(jù)已知線路的參數(shù)可以計(jì)算出其等效電阻、電抗和電納（電導(dǎo)一般取值為 0），然后根據(jù)線路之間的分布式電容模型即可仿真 出交流線路在直流線路上的感應(yīng)電壓值。 云廣工程數(shù)學(xué)仿真模型 云廣特高壓直流輸電系統(tǒng)的模型參數(shù) 仿真模型