吴明锋

（国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

一种输电线路不平衡电流计算的新方法

吴明锋

（国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

长距离同塔双回输电线路的打开以及短距离同塔双回输电线路的不断增加，导致输电线路的电气参数出现不对称，进而出现输电线路三相电流不平衡的问题。为评估三相电流不平衡的程度，目前三相电流不平衡度的计算一般均使用GB/T 14543—2008附录中提供的计算方法，结合实际运行情况，提出一种基于三相电流幅值和相角的电流不平衡度计算方法。

同塔双回输电线路；不平衡电流；幅值不平衡度；相位不平衡度

0 引言

随着电网的快速发展和用电负荷的不断增长，以及同塔双回输电线路的广泛使用，电网中出现大量的短距离同塔双回输电线路，这些输电线路一般采用不换位架设，使得因输电线路三相参数不对称造成三相电流不平衡的现象多次出现。三相电流不平衡不仅导致输电线路损耗增加，同时也可能导致变电站的母线和输电线路零序保护的误动作，在一定程度上影响了电网的安全稳定运行。本文以山西省220 kV马庄变电站三相电流不平衡为例，对不平衡电流的计算方法进行探讨研究。

1 马庄变电站不平衡电流情况

太原220 kV电网主要为环城双环网结构，马庄220 kV变电站地处太原东部，是双环网中重要的枢纽变电站，投产初期220 kV输电线路为南联小店的马小I/II回线，北联新店的新马I/II回线。2013年马庄变电站220 kV输电线路为7回，分别为马小I/II回线、瑞马I/II回线、新马II线、解马II线和马榆线。瑞马I/II线与瑞光电厂连接，以马榆线与晋中电网榆次220 kV变电站相连，以新马双回线与新店220 kV变电站相连，以马小I/II线与小店220 kV变电站相连。后因负荷需要，新马单回线打开π入解放变电站，以架空线+电缆方式向解放220 kV变电站供电。

为了进一步分析马庄变电站的电流不平衡问题，2013年8月29日18时20分，手动启动故障录波器，对马庄变电站周边输电线路的电流、电压进行了录波，其波形见图1。

图1 2013年8月29日18时20分马庄变电站故障录波图（曲线顺序均同图1a）

2 电流不平衡度的计算方法

为了衡量不平衡电流的不平衡程度，在仿真研究和实际运行中需要对电流不平衡度进行计算，但对于不平衡电流的衡量指标却没有具体的量值指标，一般情况根据具体实际来规定一个可控范围，比如小于5%等。

2.1 国标电流不平衡度的计算方法[1]

目前，国内文献在计算电流不平衡度时，基本均采用GB/T 14543—2008附录中推荐的计算方法。其计算方法如下。

式中：εU2——负序电压不平衡度；

εU0——零序电压不平衡度；

U1——三相电压的正序分量方均根值；

U2——三相电压的负序分量方均根值；

U0——三相电压的零序分量方均根值。

如将式（1） 中的U1、U2、U0换为I1、I2、I0，则为电流不平衡度。

2.2 本文提出的电流不平衡度计算

本文在研究马庄变电站周边不平衡电流的具体实际中，认为在有些情况下，对于运维人员可能会更关心电流的幅值和相位，因此提出了一种新的电流不平衡度的计算方法。具体方法如下。

式中： Ibph2——电流相位不平衡度；

Ibph0——电流幅值不平衡度；

θImax——经过滤波的三相正序电流相角与θj最大偏差；

θj——基准相角，120°；

|Ia|、|Ib|、|Ic|——正序电流幅值；

3I0——经过滤波的零序电流幅值。

3 两种电流不平衡度计算的比较

为了比对两种电流不平衡度计算方法，在研究中采用电磁暂态仿真的方法计算出所需正负零序参数以及相角和幅值，再根据不同算法计算出电流不平衡度。仿真计算采用PSCAD电磁暂态分析软件包。根据2013年方式计算参数建立的仿真系统模型见图2。

仿真模型中马庄变电站周边输电线路的相序排列采用实际相序排列，即瑞马I/II线相序排列为BCA//BAC，马小I/II线相序排列为BAC//ACB，马榆线相序排列为BAC（从左至右），新马II线/解马II线相序排列为BAC//ACB，新马II线/新解I线相序排列为BAC//ACB，解放进站线路解马II线//新解I线线路相序排列为ACB//ACB。其电流不平衡度计算结果见表1、表2。

从表1、表2可以看出，两种方法计算出的电流不平衡度存在数值上的不同，但均能够表征电流不平衡的程度。另外，两种算法所代表的意义也存在很大的不同。国标算法表征了大量不平衡度的本质内容，而本文提出的算法更关心电流的外在特征。

4 结束语

文章以计算同塔双回线路三相电流不平衡度为出发点，在国标计算方法基础上，提出了一种易于从表征现象判断出电流不平衡度的新算法，方法计算简单直观，因此本文认为，新的电流不平衡度算法应该能够表征三相电流的不平衡现象，也是能够被广大运维技术人员接受的一种简便算法。

表1 国标算法电流不平衡度计算结果

表2 本文算法电流电压不平衡度计算结果

[1]武汉国测科技股份有限公司，中国电力科学研究院，中机生产力促进中心，等.GB/T15543—2008 电能质量三相电压不平衡[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2]唐震，武中，张悦.环状供电系统不平衡电流分析研究[J].华东电力，2014（5）：0957-0962.

A New Calculating M ethod of Transm ission Line Unbalanced Current

WU M ingfeng
（State Grid Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

With long-distance common-tower double-circuit transmission lines being in service and short-distance common-tower double-circuit lines keepingmerging，electricalparameters present to be asymmetric，which leads to three-phase currentunbalance.The evaluation of the unbalanced degree of three-phase current is usually carried out according to the calculatingmethod proposed in the appendix to GB/T 14543—2008.In this paper，a new calculatingmethod is proposed based on three-phase currentamplitude and phase angle.

common-tower double-circuit lines;unbalanced current;amplitudeunbalanced degree;phase unbalanced degree

TM75

B

1671-0320（2015）05-0009-03

2015-06-10，

2015-08-03

吴明锋（1985），女，浙江湖州人，2010年毕业于太原理工大学英语专业，硕士，工程师，从事电力科技试验查新及控制研究工作。