师远明
（南方电网调峰调频发电有限公司鲁布革水力发电厂 云南罗平 655800）
摘要：线路空载运行期间常出现线路终端电厂母线电压越限，对此现象的原因进行分析，提出针对性控制措施，以期对遇到同样问题的厂站控制母线电压有所帮助。
关键字：空载线路；容升效应
0 前言
鲁布革电厂安装4台单机容量150WM的混流式水轮发电机，采用双母线接线方式，有4条220kV外送线路，其中220kV鲁马Ⅰ、Ⅱ线对侧为马窝换流站，220kV鲁罗Ⅰ、Ⅱ线对侧为罗平站。2016年云南电网与南方电网异步联网后，为防止鲁布革电厂异步联网，南网总调安排正常运行方式为：鲁布革电厂鲁罗Ⅰ、Ⅱ线转冷备用，双母联络运行，鲁马Ⅰ、Ⅱ线运行，4台机组全并马窝侧运行，并要求除特殊情况外，鲁布革电厂不得占用云南电网外送通道，即不送负荷至罗平站。但每年鲁马Ⅰ线或鲁马Ⅱ线检修期间，鲁布革电厂与主网仅剩一条线路。为保证鲁布革厂用电安全运行。南网总调将鲁布革电厂临时调整为分厂运行，即#1M母线、#2M母线分段运行，鲁马Ⅰ线（Ⅱ线）、#1机、#2机挂#1M运行，鲁罗Ⅰ线、Ⅱ线挂#2M运行，#3、#4机挂#2M备用。分厂运行期间由于#3、#4机基本不开机，导致鲁罗Ⅰ线、Ⅱ线长时间只带一段10kV厂用电运行，接近空载运行。
1 现象描述
根据中国南方电网每月运行方式安排，鲁布革电厂母线电压按运行方式执行，原则上不超过240kV，鲁罗Ⅰ线、Ⅱ线空载运行期间，因鲁布革电厂#3、#4机组停机备用且没有调相工况，电厂端无调节电压手段。常出现#2M母线电压超过240kV。
母线电压过高，对厂内二次回路元件有损坏，还会加速厂内电气设备绝缘老化，降低寿命,因此应尽快将其恢复至正常值。
2.原因分析
2.1 机理分析
对于高压线路来说，一般输送距离远，需采用分布参数等值电路，对于一条给定R、L、C的串联线路，采用集中参数T型等值电路，、分别是电源内部的电阻和电感，、、分别为集中参数电路的等值电阻、电感，电容，将其简化则如图1所示。
该线路中容抗大于感抗，而电阻远远小于感抗和容抗，因此线路在电源的作用下流过的主要是容性电流，由于
相对于
为负，且
导致电容的压降大于
，可得：
（2）
2.2 空载线路容升效应
其中
为电源电压，
为受端电压。可以把线路分成n段图1中简化等值电路串联起来，因此线路可等效为图2，由式（2）可推出：
图2
每一个节点都比前一个节点的电压高，1高于0，2高于1，3高于2，于是能推出>，即空载线路的末端电压升高。
2.3 空载线路末端电压决定因素
根据长线的基本方程，有如下的稳态解：
其中,
,为线路的单位长度电感、电容，l为线路长度，当线路空载运行时，
,据（3）式得：
(4)
当线路长度l从0逐渐增大时，
由0往
变动，而，
，
值是由1往0变，它作为分母，往0变
，一定时
越来越大。假设有两条线路，分别为线路1、线路2，线路参数为：
可做出
关于线路长度和单位长度电容的曲线图3：
图3
由上图可知，当线路长度为1000km时:
可以理解为：同样距离情况下，多分裂导线比单导线电压升高更多，容升效应更明显。
而鲁布革电厂鲁罗Ⅰ、Ⅱ线，起始端均为罗平站，终止端为鲁布革电厂，因此鲁罗Ⅰ、Ⅱ线双线运行可等效为多分列导线，而鲁罗Ⅰ（Ⅱ）线单线运行可等效为单导线。即可得出结论：鲁罗Ⅰ、Ⅱ线双线空载运行容升效应比鲁罗Ⅰ（Ⅱ）线单线空载运行更明显，更容易造成鲁布革电厂#2M母线电压超240kV。
3.解决方法
可通过以下三个方法限制鲁罗Ⅰ、Ⅱ线空载运行容升效应对鲁布革电厂220kV #2M母线电压的影响。
方法1：降低罗平站母线电压
方法2：开鲁布革电厂挂#2M机组，使鲁罗Ⅰ、Ⅱ线带负荷运行
方法3：将鲁罗Ⅰ、Ⅱ线其中一条转冷备用
当鲁布革电厂 #2M母线电压大于240kV，①若罗平站母线电压偏高，可通过方法1降低罗平站母线电压，使鲁布革电厂母线电压低于240kV。若罗平站母线电压已处于下限值时，不可采用方法1解决；
②方法1不可行时，鲁布革命电厂可向调度申请送负荷至罗平站，使鲁罗Ⅰ、Ⅱ线带负荷运行，消除空载线路容升效应；
③若断面潮流限制，方法2也不可行时，可采用方法3，将鲁罗Ⅰ、Ⅱ线其中一条转冷备用，从而上缓解容升效应对鲁布革电厂220kV #2M母线电压的影响。
4. 结论
2020年鲁布革电厂分厂运行期间，出现 #2M母线电压大于240kV时，多次利用方法1使鲁布革#2M母线电压恢复正常值运行。1次采用方法3将鲁罗Ⅱ线253开关转冷备用，减轻容升效应的影响，将#2M母线电压由240.5kV降至238.6kV运行。