CN105207203B - 一种特高压输电线路高抗补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交流特高压输变电工程及设计领域，尤其涉及一种典型特高压输电线路高抗补偿方法，具体是一种交流特高压输电线路高抗补偿方法。包括：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型；确定长度为l特高压输电线路的充电无功总量Qc和高抗补偿量Qg1；依据线路高抗补偿的一般原则，综合考虑特高压线路空载电容效应产生工频过电压，线路在满负荷情况下甩负荷产生的工频过电压，低压侧单相接地故障产生工频过电压的抑制的需求，最终确定特高压输电线路送端网侧并联高抗的容量Qg25和受端网侧并联高抗的容量Qg15布置特高压输电线路的并联高压电抗器。本发明同时兼顾系统稳态调压特性，以使电网的潮流和特高压输电线路电压稳定控制在更加合理范围之内。
Description
技术领域
本发明涉及交流特高压输变电工程及设计领域，尤其涉及一种特高压输电线路高抗补偿方法，具体是一种交流特高压输电线路高抗补偿方法。
背景技术
特高压电网具有更远距离、更大容量、更低损耗的电力输送能力。但特高压输电线路每100km线路长度下的充电无功功率可超过530MVA，在相同线路长度下约为500kV线路的4-6倍。充电无功功率过高会引起高幅值的工频过电压。
在特高压电力系统中，工频过电压有着重要影响，这是因为，工频过电压大小直接影响操作过电压的幅值，并可能危及设备系统的安全运行。同时，工频过电压也是决定避雷器额定电压的重要依据，进而影响系统的过电压水平。
根据国标GB/Z24842-2009《1000kV特高压交流输变电工程过电压与绝缘配合》规定，1000kV系统工频过电压一般需限制在1.3pu以下，在单相接地和三相甩负荷情况下线路侧可短时(持续时间不超过0.5s)允许在1.4pu以下。
为限制工频过电压，须使用高压并联电抗器(高抗)进行补偿。线路高抗接入后，由于电抗器感性无功功率，相当于减少了线路长度，从而限制了工频过电压。从线路首端看，在通常采用欠补偿情况下，线路首端输入阻抗仍为容性，但数值增大，空载线路的电容电流减小，在同样电源电抗的条件下，也限制了线路首端的电压升高。因此高抗的接入可以同时降低线路首端及末端的工频过电压。
高抗的补偿度不能太高，以免给大负荷运行时的无功补偿和电压控制制造困难。根据我国已经运行特高压工程的经验，特高压电网建设初期，高抗补偿度控制在80％-90％。在电网较强的地区或是特高压输电线路较短时，补偿都可适当降低。
特高压线路的工频过电压大小与线路两侧的系统强弱有关，还和输电线路的初始潮流大小和方向有关。通常线路受端的工频过电压高于送端，强系统带长线跳闸在线路术端工频过电压高于弱系统。特高压输变电工程一般具有以下显著的特点：根据电网运行方式的需要，特高压线路潮流方向会发生变化，特高压变电站既可以作为潮流受端也可以作为潮流送端；特高压线路两侧系统的强度不一定相同。综合以上因素，特高压线路工频过电压两侧不一定相同，因此高抗配置也不尽相同。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种特高压输电线路高抗补偿方法，具体是一种交流特高压输电线路高抗补偿方法，其目的在于解决远距离特高压交流电网的充电无功超标、工频过电压的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案来实现发明目的：
一种交流特高压输电线路高抗补偿方法，包括以下步骤：
步骤1：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型：收集系统参数，包含同步电机，输电线路，主变压器，串联补偿，金属氧化物避雷器，低压电抗器补偿，低压电容器补偿，500kV联网工程线路，500kV变压器，断面负荷参数；基于电磁暂态建模方法，建立特高压输变电线路的分布式模型、主变压器和特高压联网工程详细模型和区域电网电源和负荷的等值模型；
步骤2：确定长度为1特高压输电线路的充电无功总量Qc和高抗补偿量Qg1，通过计算特高压典型线路获得长度为1输电线路的充电无功总量Qc，利用关系式Qg1＝0.8Qc计算高抗的总补偿量；
步骤3：确定抑制由空载长线路的电容效应引起的工频过电压特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量Qg12，采用仿真方法校验特高压输电线路受端电网侧的工频过电压；从零逐渐增大特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量，随着高抗容量上升，线路工频过电压将逐渐下降，选择可使特高压线路受端电网侧的工频过电压水平不高于1.3pu的最小高抗容量作为线路受端电网侧的并联高抗的设计容量Qg12；
步骤4：确定抑制线路满载情况下甩负荷引起工频过电压并联电抗器容量Qg13，以一回型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线为实例，输送功率最高3000MVA，当线路输送最高功率2800MW时，特高压运行低压侧投入2*240Mvar低压电容器；以Qg12为并联电抗器的容量；此时跳开线路末端断路器，检测特高压线路末端能否满足要求，低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg13；
步骤5：确定抑制低压侧单相短路导致工频过电压并联电抗器容量Qg14，以Qg13为并联电抗器的容量，对500kV侧A相短路，校核短路点需满足单相短路条件；检测特高压线路末端能否满足要求，低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg14；
步骤6：取同时满足条件的并联高抗容量Qg15作为特高压输电线路受端高抗容量；根据关系式Qg25＝Qg1-Qg15可算出特高压输电线路送端并联电抗起容量Qg25；
步骤7：根据特高压输电线路送端网侧并联高抗的容量Qg25和特高压输电线路受端网侧并联高抗的容量Qg15布置特高压输电线路的并联高压电抗器。
所述的一种特高压输电线路高抗补偿方法，在于包括以下步骤：
步骤1：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型：收集系统参数，包含同步电机，输电线路，主变压器，串联补偿，低压电抗器补偿，低压电容器补偿，500kV联网工程线路，500kV变压器，断面负荷参数；
步骤2：基于电磁暂态建模方法，建立特高压输变电线路的分布式模型、主变压器和特高压联网工程详细模型和区域电网电源和负荷的等值模型；
确定联络线的充电无功总量Qc；
特高压输电线路沿线电压和电流的无损长线路方程为：
式中：为波阻抗；为相位常数；x为离受端的距离，x0为单位长度电抗；b0为单位长度电纳；为受端电压，为受端电流；和分别为线路沿线的电压和电流；
以受端电压为基准，若受端传输功率为：
Sr＝Pr+jQr； (2)；
式中：Sr为线路受端的视在功率，Pr为受端有功功率，Qr为受端无功功率；
则式(1)的表达形式可化为：
公式(3)符号含义与公式(1)和公式(2)相同；
长度为l的线路产生的充电无功，用单位长度电纳b0的充电功率积分形式表示：
公式(4)中Qc为长线充电无功功率，为线路沿线电压向量，为线路沿线电压向量的转置，Zc为波阻抗，b0为单位长度电纳；
结合式(2)中的电压方程，长线路充电功率为：
公式(5)中符号代表的含义同公式(1)-(4)相同；
通过式(5)可看出，线路充电无功功率与线路传输功率，线路长度和单位电抗和电纳有关；
以额定电压1000kV，型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线为实例，线路相关参数如下表所示
通过计算确定长度l特高压线路的充电无功总量Qc，取高抗补偿度80％，求出高抗补偿量为Qg1＝0.8Qc；
步骤3：确定抑制由空载长线路的电容效应引起的工频过电压特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量Qg12，采用仿真方法校验特高压输电线路受端电网侧的工频过电压；从零逐渐增大特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量，随着高抗容量上升，线路工频过电压将逐渐下降，选择可使特高压线路受端电网侧的工频过电压水平不高于1.3pu的最小高抗容量作为线路受端电网侧的并联高抗的设计容量Qg12；
步骤4：确定抑制线路满载情况下甩负荷引起工频过电压并联电抗器容量Qg13；以一回型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线为实例，输送功率最高3000MVA，特高压运行低压侧投入2*240Mvar低压电容器；以Qg12为并联电抗器的容量，跳开线路末端断路器，检测特高压线路末端是否低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg13；
步骤5：确定抑制低压侧单相短路导致工频过电压并联电抗器容量Qg14；在特高压满负荷运行工况下，选择对特高压输变电工程低压侧进行单相接地故障；假设系统中A相发生单相接地故障，其边界条件则有；
式中为故障点处电压的正序、负序、零序分量； 为故障处电流的正序、负序、零序分量；
根据假设的边界条件，形成单相接地时的复合序网，由该序网可以得出序电流和健全相电压：
式中：为故障端电压向量，和为故障后B相和C相电压向量；a＝ej120°；Z1、Z2、Z0为由故障点看进去的网络正序、负序、零序阻抗；
以K表示单相接地故障后健全相电压升高，式(7)可简化为：
公式(8)中为健全相电压向量。
公式(9)中符号含义与公式(7)相同；
对于系统输送容量较大的特高压输电系统一般有Z1≈Z2，忽略各序阻抗电阻分量，可简化为：
公式(10)中：X0为序网中零序电抗，X1为序网中正序电抗；
由式(10)可知，这类工频过电压与由故障点看进去的X0/X1(零序与正序电抗之比)有很大关系；若X0/X1越大，单相接地故障甩负荷过电压越大；
根据GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》规定，110kV-750kV应采用有效接地方式，系统在各种条件下X0/X1(零序与正序电抗之比)为正值且不大于3；在做仿真验证时需校核短路点X0/X1大小，使其满足要求；
以Qg13为并联电抗器的容量，对500kV侧A相短路，检测特高压线路末端电压能否低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg14；
步骤6：对比Qg12、Qg13、Qg14的值，取其最大值定位为Qg15，根据关系式Qg25＝Qg1-Qg15可算出特高压输电线路送端并联电抗起容量Qg25；
步骤7：根据特高压输电线路送端网侧并联高抗的容量Qg25和特高压输电线路受端网侧并联高抗的容量Qg15布置特高压输电线路的并联高压电抗器。
本发明的有益效果是：
现有特高压线路高抗补偿方法仅仅考虑了抑制长线电容效应产生工频过电压的需要。而本发明依据线路高抗补偿的一般原则，综合考虑特高压线路空载电容效应产生工频过电压，线路在满负荷情况下甩负荷产生的工频过电压，低压侧单相接地故障产生工频过电压的抑制的需求，根据输电线路工频过电压水平决定线路受端网侧高抗的容量，利用总的补偿量和受端补偿量之差确定特高压线路送端网侧的高抗容量。除此之外，还考虑特高压输变电系统总的工频过电压和无功平衡需求决定系统总的无功补偿需求，综合考虑特高压输变电联网工程工频过电压抑制、无功功率平衡和联网工程自励磁防控等需求，同时兼顾系统稳态调压特性，以使电网的潮流和特高压输电线路电压稳定控制在更加合理范围之内。
下面结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明中特高压长线路的等值电路图；
图2是本发明中单相接地时的复合序网图；
图3是本发明一个实例的特高压输电线路高抗配置示意图；
图4是本发明一个实例的流程示意图。
具体实施方式
本发明是一种特高压输电线路高抗补偿方法，图4为具体步骤实现流程图，包括以下步骤：
步骤1：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型：收集系统参数，包含同步电机，输电线路，主变压器，串联补偿，低压电抗器补偿，低压电容器补偿，500kV联网工程线路，500kV变压器，断面负荷参数；基于电磁暂态建模方法，建立特高压输变电线路的分布式模型、主变压器和特高压联网工程详细模型和区域电网电源和负荷的等值模型；
步骤2：确定长度为l特高压输电线路的充电无功总量Qc和高抗补偿量Qg1，通过计算特高压典型线路获得长度为1输电线路的充电无功总量Qc，利用关系式Qg1＝0.8Qc计算高抗的总补偿量；
步骤3：确定抑制由空载长线路的电容效应引起的工频过电压特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量Qg12，采用仿真方法校验特高压输电线路受端电网侧的工频过电压；从零逐渐增大特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量，随着高抗容量上升，线路工频过电压将逐渐下降，选择可使特高压线路受端电网侧的工频过电压水平不高于1.3pu的最小高抗容量作为线路受端电网侧的并联高抗的设计容量Qg12；
步骤4：确定抑制线路满载情况下甩负荷引起工频过电压并联电抗器容量Qg13，以一回型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线为实例，输送功率最高3000MVA，当线路输送最高功率2800MW时，特高压运行低压侧投入2*240Mvar低压电容器。以Qg12为并联电抗器的容量；此时跳开线路末端断路器，检测特高压线路末端能否满足要求，低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg13；
步骤5：确定抑制低压侧单相短路导致工频过电压并联电抗器容量Qg14，以Qg13为并联电抗器的容量，对500kV侧A相短路，校核短路点需满足单相短路条件；检测特高压线路末端能否满足要求，低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg14；
步骤6：取同时满足条件的并联高抗容量Qg15作为特高压输电线路受端高抗容量；根据关系式Qg25＝Qg1-Qg15可算出特高压输电线路送端并联电抗起容量Qg25；
步骤7：根据特高压输电线路送端网侧并联高抗的容量Qg25和特高压输电线路受端网侧并联高抗的容量Qg15布置特高压输电线路的并联高压电抗器。
传统高压线路高抗补偿方法是依据工频过电压水平来确定高抗的位置的，高抗的容量取线路总充电无功的60％-70％。但实际上，仅以抑制线路电容效应产生工频过电压不需要高抗的容量达到如此水平，往往仅需30％的高抗就可以将线路电容效应产生的工频过电压限制到1.3pu以下。鉴于特高压线路充电功率约为500kV超高压线路5倍，充电功率较大，按照我国现有特高压线路运行经验，特高压线路补偿度最小为80％。本发明提出在输电线路两端均安装高抗的方案，如图3所示。使特高压输电线路送端和受端的并联高抗的总量达到输电线路总充电无功的80％-90％不会改变线路的特性。
如图3所示，图3是本发明一种特高压输电工程典型线高抗补偿方法的一个实施例：
一种特高压输电线路高抗补偿方法，包括以下步骤：
步骤1：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型：收集系统参数，包含同步电机，输电线路，主变压器，串联补偿，低压电抗器补偿，低压电容器补偿，500kV联网工程线路，500kV变压器，断面负荷参数；
步骤2：基于电磁暂态建模方法，建立特高压输变电线路的分布式模型、主变压器和特高压联网工程详细模型和区域电网电源和负荷的等值模型。
确定联络线的充电无功总量Qc，
如图1所示，描述特高压输电线路沿线电压和电流的无损长线路方程为：
式中：为波阻抗；为相位常数；x为离受端的距离，x0为单位长度电抗；b0为单位长度电纳；为受端电压，为受端电流；和分别为线路沿线的电压和电流。
以受端电压为基准，若受端传输功率为：
Sr＝Pr+jQr； (2)；
式中：Sr为线路受端的视在功率，Pr为受端有功功率，Qr为受端无功功率。
则式(1)的表达形式可化为：
公式(3)符号含义与公式(1)和公式(2)相同。
如图1所示，长度为1的线路产生的充电无功，用单位长度电纳b0的充电功率积分形式表示：
公式(4)中Qc为长线充电无功功率，为线路沿线电压向量，为线路沿线电压向量的转置。
结合式(2)中的电压方程，长线路充电功率为：
公式(5)中符号代表的含义同公式(1)-(4)相同。
通过式(5)可看出，线路充电无功功率与线路传输功率，线路长度和单位电抗和电纳有关。
本发明以额定电压1000kV，型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线为实例，线路相关参数如下表所示
通过计算确定长度l特高压线路的充电无功总量Qc。取高抗补偿度80％，求出高抗补偿量为Qg1＝0.8Qc。
步骤3，确定抑制由空载长线路的电容效应引起的工频过电压特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量Qg12，采用仿真方法校验特高压输电线路受端电网侧的工频过电压。从零逐渐增大特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量，随着高抗容量上升，线路工频过电压将逐渐下降，选择可使特高压线路受端电网侧的工频过电压水平不高于1.3pu的最小高抗容量作为线路受端电网侧的并联高抗的设计容量Qg12。
步骤4：确定抑制线路满载情况下甩负荷引起工频过电压并联电抗器容量Qg13。以一回型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线为实例，输送功率最高3000MVA，特高压运行低压侧投入2*240Mvar低压电容器。以Qg12为并联电抗器的容量，跳开线路末端断路器，检测特高压线路末端是否低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)。如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg13。
步骤5：确定抑制低压侧单相短路导致工频过电压并联电抗器容量Qg14。在特高压满负荷运行工况下，选择对特高压输变电工程低压侧进行单相接地故障。假设系统中A相发生单相接地故障，其边界条件则有；
式中为故障点处电压的正序、负序、零序分量； 为故障处电流的正序、负序、零序分量。
根据假设的边界条件，形成单相接地时的复合序网，如图2所示，由该序网可以得出序电流和健全相电压。
式中：为故障端电压向量，和为故障后B相和C相电压向量；a＝ej120°；Z1、Z2、Z0为由故障点看进去的网络正序、负序、零序阻抗。
以K表示单相接地故障后健全相电压升高，式(7)可简化为：
公式(8)中为健全相电压向量。
公式(9)中符号含义与公式(7)相同。
对于系统输送容量较大的特高压输电系统一般有Z1≈Z2，忽略各序阻抗电阻分量，可简化为：
公式(10)中：X0为序网中零序电抗，X1为序网中正序电抗。
由式(10)可知，这类工频过电压与由故障点看进去的X0/X1(零序与正序电抗之比)有很大关系。若X0/X1越大，单相接地故障甩负荷过电压越大。
根据GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》规定，110kV-750kV应采用有效接地方式，系统在各种条件下X0/X1(零序与正序电抗之比)为正值且不大于3。在做仿真验证时需校核短路点X0/X1大小，使其满足要求。
以Qg13为并联电抗器的容量，对500kV侧A相短路，检测特高压线路末端电压能否低于1.4pu(持续时间不超过0.5s)。如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg14。
步骤6：对比Qg12、Qg13、Qg14的值，取其最大值定位为Qg15，根据关系式Qg25＝Qg1-Qg15可算出特高压输电线路送端并联电抗起容量Qg25。
步骤7：根据特高压输电线路送端网侧并联高抗的容量Qg25和特高压输电线路受端网侧并联高抗的容量Qg15布置特高压输电线路的并联高压电抗器。
现有特高压线路高抗补偿方法仅仅可虑了抑制长线电容效应产生工频过电压的需要。本发明依据线路高抗补偿的一般原则，以抑制特高压空载线路电容效应为基础，综合考虑和校验抑制满负荷跳闸和低压侧单相短路产生的工频过电压。根据输电线路工频过电压水平决定线路受端网侧高抗的容量，利用总的补偿量和受端补偿量之差确定特高压线路送端网侧的高抗容量。除此之外，还考虑特高压输变电系统总的工频过电压和无功平衡需求决定系统总的无功补偿需求，综合考虑特高压输变电联网工程工频过电压抑制、无功功率平衡和联网工程自励磁防控等需求，同时兼顾系统稳态调压特性，以使电网的潮流和特高压输电线路电压稳定控制在更加合理范围之内。
本发明使用的技术术语：
工频过电压：电力系统在正常或故障运行时可能出现的幅值超过最大工作电压、频率为工频或接近于工频的电压升高。
高抗：高压电抗器的简称，变电站内直接安装在输电线路的出线端，用于补偿线路充电无功的高压电抗器。
本实施例中所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
Claims (1)
1.一种特高压输电线路高抗补偿方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型：收集系统参数，包含同步电机、输电线路、主变压器、串联补偿、低压电抗器补偿、低压电容器补偿、500kV联网工程线路、500kV变压器、断面负荷参数；
步骤2：基于电磁暂态建模方法，建立特高压输变电线路的分布式模型、主变压器和特高压联网工程模型和区域电网电源和负荷的等值模型；
确定联络线的充电无功总量Qc；
特高压输电线路沿线电压和电流的无损长线路方程为：
式中：为波阻抗；为相位常数；x为离受端的距离，x0为单位长度电抗；b0为单位长度电纳；为受端电压，为受端电流；和分别为线路沿线的电压和电流；
以受端电压为基准，若受端传输功率为：
Sr＝Pr+jQr； (2)；
式中：Sr为线路受端的视在功率，Pr为受端有功功率，Qr为受端无功功率；
则式(1)的表达形式可化为：
公式(3)符号含义与公式(1)和公式(2)相同；
长度为1的线路产生的充电无功，用单位长度电纳b0的充电功率积分形式表示：
公式(4)中Qc为长线充电无功功率，为线路沿线电压向量，为线路沿线电压向量的转置，Zc为波阻抗，b0为单位长度电纳；
结合式(2)中的电压方程，长线路充电功率为：
公式(5)中符号代表的含义同公式(1)-(4)相同；
通过式(5)可看出，线路充电无功功率与线路传输功率，线路长度和单位电抗和电纳有关；
额定电压1000kV，型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线，线路相关参数如下表所示；
通过计算确定长度l特高压线路的长线充电无功功率Qc，取高抗补偿度80％，求出高抗补偿量为Qg1＝0.8Qc；
步骤3：确定抑制由空载长线路的电容效应引起的工频过电压特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量Qg12，采用仿真方法校验特高压输电线路受端电网侧的工频过电压；从零逐渐增大特高压输电线路受端电网侧的并联高抗的容量，随着高抗容量上升，线路工频过电压将逐渐下降，选择可使特高压线路受端电网侧的工频过电压水平不高于1.3pu的最小高抗容量作为线路受端电网侧的并联高抗的容量Qg12；
步骤4：确定抑制线路满载情况下甩负荷引起工频过电压并联电抗器容量Qg13；以一回型号8x LGJ-500/35钢芯铝绞线，输送功率最高3000MVA，特高压运行低压侧投入2*240Mvar低压电容器；以Qg12为并联电抗器的容量，跳开线路末端断路器，检测特高压线路末端是否低于1.4pu，持续时间不超过0.5s；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg13；
步骤5：确定抑制低压侧单相短路导致工频过电压并联电抗器容量Qg14；在特高压满负荷运行工况下，选择对特高压输变电工程低压侧进行单相接地故障；假设系统中A相发生单相接地故障，其边界条件则有；
式中为故障点处电压的正序、负序、零序分量； 为故障处电流的正序、负序、零序分量；
根据假设的边界条件，形成单相接地时的复合序网，由该序网可以得出序电流和健全相电压：
式中：为故障端电压向量，和为故障后B相和C相电压向量；a＝ef120*；Z1、Z2、Z0为由故障点看进去的网络正序、负序、零序阻抗；
以K表示单相接地故障后健全相电压升高，式(7)可简化为：
公式(8)中为健全相电压向量；
公式(9)中符号含义与公式(7)相同；
对于系统输送容量较大的特高压输电系统一般有Z1≈Z2，忽略各序阻抗电阻分量，可简化为：
公式(10)中：X0为序网中零序电抗，X1为序网中正序电抗；
由式(10)可知，这类工频过电压与由故障点看进去的X0/X1，零序与正序电抗之比，有很大关系；若X0/X1越大，单相接地故障甩负荷过电压越大；
根据GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》规定，110kV-750kV应采用有效接地方式，系统在各种条件下X0/X1，即零序与正序电抗之比为正值且不大于3；在做仿真验证时需校核短路点X0/X1大小，使其满足要求；
以Qg13为并联电抗器的容量，对500kV侧A相短路，检测特高压线路末端电压能否低于1.4pu，持续时间不超过0.5s；如果不能满足要求，改变并联电抗器的容量，直到满足要求的最小电抗容量，确定值为Qg14；
步骤6：对比Qg12、Qg13、Qg14的值，取其最大值定位为Qg15，根据关系式Qg25＝Qg1-Qg15可算出特高压输电线路送端并联电抗器 容量Qg25；
步骤7：根据特高压输电线路送端并联电抗器 容量Qg25和特高压输电线路受端网侧并联高抗的容量Qg15布置特高压输电线路的并联高压电抗器。
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