交流线路与平行直流线路电磁感应影响因素分析

1）交直流线路平行架设长度和间距

不同平行架设长度、不同间距下特高压直流线路上感应工频电压、电流如图12-9、图12-10所示。

图12-9　不同平行架设长度下的电磁耦合影响

由图12-9、图12-10可见，工频感应电压、电流与交/直流线路平行架设长度近似呈线性递增关系；而与交/直流线路之间的间距呈现很明显的非线性关系。当交直流线路之间间距较近（小于80m）时，工频感应电压、电流随着交直流线路之间间距的减小呈现急速非线性的增加；当交直流线路之间的间距较远（大于80m）时，工频感应分量随着间距增大的衰减幅度明显减慢，并逐渐趋稳。

图12-10　不同间距情况下的电磁耦合影响

整流站与逆变站的换流变阀侧直流偏磁电流随交直流线路之间的平行架设长度和间距的变化如图12-11、图12-12所示。从图12-11、图12-12可知，整流站与逆变站的换流变阀侧直流偏磁电流与交/直流线路平行架设长度近似呈线性递增关系；而与交/直流线路之间间距呈现很明显的非线性关系。当交直流线路之间的间距较近（小于80m）时，直流偏磁电流随着交直流线路之间间距的减小呈现急速非线性的增加；当交直流线路之间的间距较远（大于80m）时，直流偏磁电流随着间距增大的衰减幅度明显减慢，并逐渐趋稳。

图12-11　不同平行架设长度下的直流偏磁电流

图12-12　不同间距下的直流偏磁电流

根据规程要求，换流变阀侧长期承受的直流偏磁电流不高于30A。为了维护换流变的安全运行，阀侧直流偏磁电流应尽量控制在30A以内。因此，交直流线路的平行架设长度和相互之间的间距会受到换流变所承受的最大直流偏磁电流的限制。

2）土壤电阻率和杆塔接地电阻

图12-13、图12-14给出了不同土壤电阻率以及不同杆塔接地电阻下直流线路中工频感应电压、电流以及直流偏磁电流的变化情况。

由图12-13、图12-14可知，交直流线路并行架设段的土壤电阻率和杆塔接地电阻对直流线路工频感应电压、电流以及直流偏磁电流的影响很小。

图12-13　直流线路中工频感应电压、电流以及直流偏磁电流随土壤电阻率的变化趋势

图12-14　直流线路中工频感应电压、电流以及直流偏磁电流随杆塔接地电阻的变化趋势(www.xing528.com)

3）换位方式

对于特高压交流线路并行段不换位、等距换位一次、等距换位二次三种不同换位方式（如图12-15所示），计算分析平行架设的特高压直流线路上的感应电压、电流以及换流变阀侧直流偏磁电流，结果如表12-12所示。

图12-15　换位方式

由表12-12可以看出，交流线路换位后，直流线路上的工频感应电压、电流以及换流变阀侧直流偏磁电流明显减小。并行段交流线路进行一次全换位（等距换位一次），则直流线路上的整流侧和逆变侧感应电压、电流和换流变阀侧直流偏磁电流减小为不换位情况下的50%左右。当交流线路在并行段内实现两次全换位（等距离换位2次）后，直流线路整流侧感应电压、电流和换流变阀侧直流偏磁电流减小为不换位情况下的5%左右，逆变侧感应电压、电流和换流变阀侧直流偏磁电流减小为不换位情况下的7%左右。平行段交流线路进行两次全换位后，直流线路感应电压、电流以及换流变直流偏磁电流明显减小至较低水平。

表12-12　特高压交流线路换位的影响

交流线路换位可以有效平衡交流线路三相电磁耦合作用。因此，并行段交流线路导线换位可以有效地减小交流线路对平行架设直流线路的电磁耦合影响，换位次数越多减小效果越明显。

另外，表12-13还计算分析了直流线路换位对减小交流线路对直流线路的电磁耦合方面的影响。

表12-13　直流线路换位方式对交、直流线路电磁耦合作用的影响

由表12-13可知，并行段直流线路换位后，直流线路正极电磁感应参量（工频感应电压、电流以及换流变阀侧直流偏磁电流）明显减小，负极电磁感应参量明显增加，直流线路正极与负极电磁感应参量之间的差距较换位前明显减小。这是因为平行架设段直流线路换位改变了直流线路正、负极与交流线路之间的接近距离，使得两者均衡化，从而使交流线路对直流线路正、负极的电磁影响变得基本相同。

4）特高压交流线路发生单相接地故障时对平行架设特高压直流线路的影响

平行架设的交流线路发生单相接地故障时，直流线路上的电磁感应参量波形波动剧烈，但持续时间很短，随后达到另一稳态。对于单相接地故障发生在平行架设交流线路始端、中间或末端三种不同情况，表12-14给出了在该故障情况下交流线路对直流线路的电磁影响。

表12-14　单相接地故障下的电磁影响

从表12-14可以看出，A、B、C三相中，C相接地故障时，对直流系统的电磁环境影响最大。这是因为C相线路距离直流线路最近，发生单相短路时，C相短路电流急剧增加，从而加大了对直流线路的电磁感应影响。如图12-16所示，当故障发生在平行架设段线路始端或者末端时，短路电流是单向的，不会发生抵消；而当故障发生在平行架设段中间，两侧的短路电流在直流线路上的电磁耦合影响会削弱。因此，在平行段交流线路的两端发生单相接地故障比线路中间发生单相接地故障时对直流系统的电磁影响要大很多。

图12-16单相短路接地故障示意图