特高压串补线路短路电流的延时过零特性
超高压输电线路波过程及暂态电流保护性能分析
超高压输电线路波过程及暂态电流保护性能分析摘要：本文探讨了超高压输电线路发生故障后传输线波阻抗不均匀处暂态量的反射及透射情况，利用Peterson法则推导了保护安装处暂态电流的复频域表达式。
明确了故障后影响各频率分量传播的主要因素，指出若选取合适的频段，则基于高频暂态电流高低频段能量比的保护对不同故障时刻、过渡电阻及故障类型均有良好的自适应性。
关键词：超高压输电线路；能量比；暂态电流保护特高压输电线一般距离较长，其故障时暂态分量衰减的时间常数长，整次、非整次谐波分量含量大，较大的分布电容电流特征使许多保护原理需要增加补偿措施。
另外，为吸收容性无功功率、防止过电压，特高压线路通常应装设容量很大的并联电抗器或可调无功补偿装置，在故障时可能会引起电感电容谐振和各种高频分量。
加之故障类型复杂，过渡电阻不确定，使故障时电流波形出现很大的畸变。
因此，研究特高压输电线路在故障和断路器操作过程中暂态电流的特征，进而分析保护的动作行为具有非常重要的意义。
一、基本原理1超高压线路波过程分在高频信号作用下，传输线的电阻、电导与相应的电抗、电纳相比数值很小，可忽略不计。
传输线的分布电容C是与频率无关的常数，当频率进入高频域后，传输线的分布电感L趋于常数，在此情况下色散消失，波速是与频率无关的常数，特性阻抗为纯阻性且为常数。
输电线路发生短路故障时相当于故障时刻在故障点叠加一个工频正弦电压源，此时故障点还会有电弧放电等产生的高频噪声信号。
进行复频域分析时故障点的故障波源用U（s）表示，所分析系统如图1所示，图中GP、GM、GN分别为母线P、M、N所接电源，ZP、ZM、ZN分别为其复频域中的等效内阻抗，CS为母线杂散电容。
故障附加网络如图2所示。
1)故障发出波与故障点位置的关系。
故障产生的电压、电流发出波与故障点的位置有关。
以M端保护为分析对象，当故障点距远端母线较远时，故障点的电压、电流发出波表达式为式中ZC1为线路MN的波阻抗：Rg为故障接地电阻；U+(s)、I+(s)为故障点发出的沿线路向两端行进的故障电压、电流波。
特高压输电线路继电保护特殊问题
特高压输电线路继电保护特殊问题摘要：随着社会的不断进步，用电量的需求逐渐增加，为了达到资源的最大化分配、节省发电成本、减少电网运行负荷的目的，提升电网的稳定性与安全性，需要加快对特高压输电线路的构建，如此一来我国的企业与人们的生活才可以顺利进行。
然而我国在特高压电线路继电保护方面的研究还存在很多的不足，因此需要加强对该方面的探究，唯有这样，在一定程度上才可以有效处理特高压输电线路继电保护存在的特殊问题，确保人们日常用电与企业用电，从而推动社会健康稳定的可持续发展。
关键词：特高压输电线路；继电保护；特殊问题1特高压输电线路的基本特征(1)在传输电流的过程中，可以提高点对点之间的传输效率。
特高压输电线路相比于高压输电线路，其输电电压一般都保持在800KW以上，根据物理学定律P=IU可以得出，在电压非常高的时候，功率保持不变，传输的电流会变得非常小，这样会减少电流传输过程中的能量损耗，提升输电线路传输的稳定性。
(2)特高压输电线路单位时间内传输的电容容量非常大，并且可以在远距离范围内实现电能的精准传输，这样也可以满足部分单位的供电需求，有效提升实际过程中的供电效率。
(3)特高压输电线路不仅可以传输交流电，而且也可以传输直流电，在传输直流电的过程中，技术人员可以根据实际需求，对直流电线路的传输功率进行调节，尤其是在并联传输的过程中，通过调节输电功率可以降低并联线路的功率振荡，从而有效提升交流电传输的稳定性。
2特高压输电线路继电保护要求2.1设置保护系统为了确保特高压输电线路运行过程的稳定性，考虑到特高压线路中电流较大，技术人员需要提前设置保护系统，该系统的主要工作任务是在系统运行过程中，一旦出现线路故障，保护系统可以及时切断故障线路与其他线路之间的联系，使其可以保持相对独立的运行状态，这样可以有效保护系统本身，防止事故的不断延伸。
并且在所保护的设备出现了相关动作后，还可以对系统电压进行调控，使其控制在电压最高值以内，从而确保线路运输的稳定性。
2023年国家电网招聘之电工类精选试题及答案二
2023年国家电网招聘之电工类精选试题及答案二单选题（共30题）1、为了保障人身安全，将电气设备正常情况下不带电的金属外壳接地称为（）。
A.工作接地B.保护接地C.工作接零D.保护接零【答案】 B2、集成电路型、微机型保护装置的电流、电压引入线应采用屏蔽电缆，同时（）。
A.电缆的屏蔽层应在开关场可靠接地B.电缆的屏蔽层应在控制室可靠接地C.电缆的屏蔽层应在开关场和控制室两端可靠接地【答案】 C3、变电所增加一台中性点直接接地的变压器时，在变电所母线上发生二相故障时，变电所出线的正序电流（）。
A.变大B.变小C.不变D.不确定【答案】 C4、一入射波电压从架空线进入电缆时，节点处的（）。
A.电压折射系数大于1B.电压反射系数大于1C.电压折射系数小于0D.电压反射系数小于0【答案】 D5、下列表述中，对波阻抗描述不正确的是（）。
A.波阻抗是前行波电压与前行波电流之比B.对于电源来说波阻抗与电阻是等效的C.线路越长，波阻抗越大D.波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关【答案】 C6、自稠变压器中性点运行方式为（）A.高压侧中性点接地，中压侧中性点不接地B.高压侧中性点不接地，中压侧中性点接地C.高压侧中性点不接地，中压侧中性点接地D.高压侧中性点和中压侧中性点为同一点，接地【答案】 D7、特高压串补装置主要设备不含( )。
A.限流熔断器B.金属氧化物限压器C.旁路断路器D.限流阻尼装置【答案】 A8、己知容量为 50/31.SMV.A 的嗲呀分裂绕组变压器，半穿越电抗为 23%,分裂系数为 3.5 。
则穿越电抗为（）A.12.3%B.10%C.15%D.20%【答案】 A9、枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电压一般在（）以上。
A.220kVB.330kVC.500kVD.110kV【答案】 B10、残压比是指（)。
A.额定电压的峰值与参考电压之比B.雷击冲击电流下的残压与额定电压峰值之比C.雷电冲击电流下的残压持续电压之比D.雷击冲击电流下的残压与参考电压之比【答案】 D11、当输电距离增加到一个定值时，采用直流工程输电和采用交流工程输电所花费的费用相等时的距离，称为（）A.技术等价距离B.相等距离C.经济等价距离D.投标距离【答案】 C12、电力生产与电网运行应当遵循（）的原则。
特高压串补输电线路熄灭潜供电弧的方法
特高压串补输电线路熄灭潜供电弧的方法胡玉生;商立群;刘培【摘要】单相自动重合闸的成功合闸与潜供电弧的快速熄灭关系密切.在特高压串补输电线路发生单相接地故障时,为加快熄灭潜供电弧,提出采用一定数值的电阻短接故障相电容的方法.详细地阐述了潜供电流的频率特性,并给出直流分量的大小及衰减的快慢与故障时刻、弧道电阻的关系.最后以实际工程为例进行仿真计算.结果表明,该方法对潜供电弧的熄灭是实用和有效的.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2014(026)008【总页数】5页(P29-33)【关键词】特高压串补输电线路;潜供电弧;直流分量;短接电阻【作者】胡玉生;商立群;刘培【作者单位】西安科技大学电气与控制工程学院,西安710054;西安科技大学电气与控制工程学院,西安710054;西安科技大学电气与控制工程学院,西安710054【正文语种】中文【中图分类】TM773当特高压串补输电线路发生单相瞬时性接地故障时，故障相两端断路器动作，切断一次短路电流，但此时电弧并未熄灭，由于非故障相通过静电耦合和电磁耦合仍然给故障点的对地电弧提供能量维持电弧的燃烧，该电弧即为潜供电弧。
为加快熄灭潜供电弧就必须阻断健全相对其提供能量，对于特高压输电系统而言，一般都装有并联电抗器来抑制工频过电压，所以在阻断健全相和故障相之间的能量传递时，目前工程上多采用在并联电抗器中心点接小电抗的方法[1]来抑制这种能量传递。
为提高特高压输电系统的静态稳定性和线路的传输能力，串联电容器补偿在电网中被广泛应用；但串补的接入给潜供电弧引入了低频分量，加大了潜供电弧的自熄难度，目前在超高压中采用联动旁路故障相电容的方法消除低频分量。
文献[2]仅就特高压输电线路在加装串联电容补偿后，在发生单相瞬时性故障时，分析了潜供电弧难以熄灭的原因，并指出串补可能给线路运行带来的过电压、次同步谐振等问题，但并未给出实际的抑制潜供电弧方法。
文献[3-5]都仅仅从实验的角度描述了特高压潜供电弧的自灭特性，由于潜供电弧自灭特性受气象条件、绝缘子长度等随机性因素影响，所以实际中还是通过减小潜供电流和恢复电压来加速其自熄。
特高压长距离有串补电容输电线纵联差动保护的新原理
特高压长距离有串补电容输电线纵联 差动保护的新原理
•天津大学继电保护实验 室
n10、要充分利用通信通道提高保护和重合闸 动作的可靠性。例如保护动作带延时时发信号 闭锁对端快速重合闸。一端欠范围保护（距离 一段、相电流速断、零序电流速断）动作时发 远方跳闸信号或允许信号加速对端保护。而当 一端开关偷跳或保护误动（例如一套保护发跳 闸令而其它两套未起动）时，发信号闭锁对端 保护。
特高压长距离有串补电容输电线纵联 差动保护的新原理
•天津大学继电保护实验 室
二、特高压输电线的经济效益
输电线的自然功率与电压的平方成正比， 与波阻抗成反比，下表中给出500kV、 750kV和1150kV输电线典型的杆塔尺寸， 线路参数、波阻抗和自然功率数据。
特高压长距离有串补电容输电线纵联 差动保护的新原理
特高压长距离有串补电容输电线纵联 差动保护的新原理
2、全国联网的需要
•天津大学继电保护实验 室
全国联网后整个电网的稳定性与各
大区电网间故障时互相支援的能力有 关， 即各大区电网闸联络线交换功率
愈大，即联系愈紧密，电网运行愈稳 定，用750kV或1000kV特高压输电线 作大区电网间联络线有利于电网整体 运行的稳定性。
参考点选择为线路中点时不同
故障点所对应的
特高压长距离有串补电容输电线纵联 差动保护的新原理
•天津大学继电保护实验 室
参考点选择为线路中点时不同
故障点所对应的
特高压长距离有串补电容输电线纵联 差动保护的新原理
高压直流输电技术解析（一）
⾼压直流输电技术解析（⼀）⼀、⾼压直流输电简述⾼压直流输电技术被⽤于通过架空线和海底电缆远距离输送电能；同时在⼀些不适于⽤传统交流联接的场合，它也被⽤于独⽴电⼒系统间的联接。
世界上第⼀条商业化的⾼压直流输电线路1954年诞⽣于瑞典，⽤于连接瑞典本⼟和哥特兰岛，由阿西亚公司(ASEA, 今ABB集团)完成。
⼆、电压等级的划分交流：330kV、500kV 和 750kV – 超⾼压；1000kV- 特⾼压。
直流：±500kV、±600kV-超⾼压;±660kV±800kV和±1000kV- 特⾼压。
三、⾼压直流输电技术性能分析（1）功率传输特性交流为了满⾜稳定问题，常需采⽤串补、静补、调相机、开关站等措施，有时甚⾄不得不提⾼输电电压。
但是，这将增加很多电⽓设备，代价昂贵。
直流输电没有相位和功⾓，不存在稳定问题，只要电压降，⽹损等技术指标符合要求，就可达到传输的⽬的，⽆需考虑稳定问题，这是直流输电的重要特点，也是它的⼀⼤优势。
（2）线路故障时的⾃防护能⼒交流线路单相接地后，其消除过程⼀般约0.4~0.8秒，加上重合闸时间，约0.6~1秒恢复。
直流线路单极接地，整流、逆变两侧晶闸管阀⽴即闭锁，电压降为零，迫使直流电流降到零，故障电弧熄灭不存在电流⽆法过零的困难，直流线路单极故障的恢复时间⼀般在0.2~0.35秒内。
（3）过负荷能⼒交流输电线路具有较⾼的持续运⾏能⼒，受发热条件限制的允许最⼤连续电流⽐正常输电功率⼤的多，其最⼤输送容量往往受稳定极限控制。
直流线路也有⼀定的过负荷能⼒，受制约的往往是换流站。
通常分2⼩时过负荷能⼒、10秒钟过负荷能⼒和固有过负荷能⼒等。
前两者葛上直流⼯程分别为10%和25%，后者视环境温度⽽异。
总的来说，就过负荷能⼒⽽⾔，交流有更⼤的灵活性，直流如果需要更⼤的过负荷能⼒，则在设备选型时要预先考虑，此时需要增加投资。
（4）功率控制交流输电取决于⽹络参数、发电机与负荷的运⾏⽅式，值班⼈员需要进⾏调度，但⼜难于控制，直流输电则可全⾃动控制。
特高压电网短路电流零点偏移的影响因素分析与仿真计算研究
特高压电网短路电流零点偏移的影响因素分析与仿真计算研究摘要：结合1000 kV 特高压试验示范工程及规划中的特高压电网，研究在特高压交流1000 kV 系统中的单相短路时短路电流中的直流分量的衰减情况以及电流过零点的漂移现象；通过理论分析和运用MATLAB仿真计算得出了影响特高压电网单相短路电流直流分量和零点偏移的因素；并根据特高压示范工程建立ATP模型，综合考虑各种因素进行仿真，得出可能造成我国特高压系统短路电流严重零点偏移的情况。
关键词：UHV 短路电流零点偏移 MATLAB ATP-drawABSTRACT：combined the UHV pilot project and future UHV power grid being planned in China，DC component of single-phase short-circuit currents and alternatingcurrent-zero offset are investigated in UHV power；With theoretics investigated and emulated by MATLAB，the factors which impact DC component of single phase short-circuit currents and alternating current-zero offset are found out；Simulated all factors by ATP based on the UHV pilot project，the cases which cause most current-zero offset in future UHV power are gotten out.KEY WORDS：UHV system short-circuit current current-zero offset MATLAB ATP-draw1 引言在特高压系统中，单相接地是主要的故障形式之一，由于短路前后较大的变化电流和较小的线路阻抗，特高压系统相对与其他电压等级系统更容易产生较大的直流分量和短路电流过零点的偏移[1][2][10]；理论计算表明，直流分量的存在可能造成短路电流过零点漂移，严重时可能导致灭弧时间延长，甚至不能灭弧[4]，这可能会引起断路器损坏和影响系统的安全运行[3][9]。
输电线路串联电容器补偿研究
输电线路串联电容器补偿研究摘要：串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。
然而，串联补偿装置的存在破坏了传输线路的均匀性，容性阻抗的存在使电压和电流的相位发生变化，进而影响保护的动作特性。
文章首先介绍了串联电容器补偿的作用和应用特点，然后分析了串联电容器补偿对线路保护的影响，最后结合福建省电力有限公司电业局实践简要介绍了国内外主流厂家针对串联补偿对线路保护的影响提出的解决办法。
关键词：串联电容器；补偿；线路保护；影响串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。
在线路上加装串联补偿能大幅度提高线路的输送能力和输电系统的稳定性，从而确保电网安全、稳定、经济运行，因而在电网建设及改造中日益得到重视，串联补偿技术已经成为建设“智能电网”的有效途径。
目前我国已经在南方电网500 kV天广双回线路、华北电网大房500 kV双回线路、阳城电厂500 kV送出线路等工程中装设了串联电容补偿装置并投入运行。
随着电网规模的不断发展，为提高输送容量，提高稳定极限，对串补技术的应用也将逐渐增加，还有大量输电线路计划加装串联电容补偿装置。
特别是在远距离、大容量坑口电厂的送出线路中，串补及可控串补技术将得到更大范围的应用。
然而，线路上装上串联电容器补偿后会破坏线路阻抗随短路故障点距离增长而增加的简单关系，可能引起线路保护超越动作或失去方向性。
分析研究串联补偿对继电保护的影响，有利于保障工作实践中串联补偿线路工程的实施，文中，笔者将对串联电容器补偿对线路保护的影响重点展开分析。
1 串联电容器补偿的作用串联电容补偿装置是串联在输电线路中以补偿线路感抗，由电容器及保护设备、控制设备等组成的装置。
在输电线路上加入串联电容器对电力系统稳定有较大作用，具体表现如下几个方面：①能够减小线路感抗，缩小两端电势间的相角差，从而获得较大稳定裕度和较高传输容量。
提高电力系统的稳定性，增加系统输送能力。
高压输电线路短路暂态过程分析
高压输电线路短路暂态过程分析摘要：高压输电线路具有传输容量大、输送距离远、经济效益好的优点，但它的线路分布电容和阻抗角较大，故障时高频分量丰富，直流非周期分量衰减缓慢，同时还可能造成电流互感器的严重饱和，从而对距离保护的精确计算造成巨大影响。
而超高压输电系统一旦发生事故，对电网的安全威胁极其严重，因而继电保护能否正确动作对系统影响甚大。
鉴于此，本文通过对超高压输电线路在短路故障过程中的暂态特性进行分析，对提升继电保护性能的发展有一定意义。
绪论所谓电力系统短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。
电力系统发生短路时，由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，短路回路中的电流将剧烈增加。
短路点距发电机的电气距离越近（即阻抗越小），短路电流越大。
而同时系统中的电压则将大幅度下降，尤其是靠近短路点处的电压下降最多。
电力系统短路的电磁暂态过程就是指系统从故障前的正常运行状态向短路后的故障状态过渡的过渡过程，一般该过程有几十毫秒到上百毫秒。
1 超高压输电线路短路概述超高压远距离输电线路，常常装设有串联电容补偿以缩短其电气距离，而且为了减少线路在高电压运行条件下的电晕损耗，一般采用分裂导线，这样就使得线路的分布电容大大增加。
为了补偿线路分布电容的影响以防止过电压和发电机的自励磁，长距离输电线路还往往要装设并联电抗器。
这样，由于具有很大电感值的并联电抗器的存在，当故障发生时，电流、电压的暂态分量中都将包含衰减直流分量，其参数对故障波形的影响很大；由于分布电容较大，在线路分布电容和线路及系统中的电感构成谐振时，将会产生大量高频分量；同时，在此过渡过程中，电流互感器本身也有一个过渡过程，也将产生一定的非工频分量。
此外，由于大容量发电机和具有分裂导线的输电线路的有效电阻很小，网络的衰减时间常数很大，使短路时电流、电压的暂态分量衰减很慢，因而过渡过程将持续一段较长的时间。
2 超高压输电线路的特点及对继电保护的影响一、超高压输电线路一般采用分裂导线，分布电容大，给继电保护和综合自动重合闸带来了十分不利的影响。
特高压电网的系统特性
特高压电网的系统特性和经济性
特高压输电线路输电特性 超高压-特高压输电线路功率损耗比较
输电线路电阻功率损耗与流过的电流平方成正比，与电阻值成 正比。电阻上的功率损耗是输电距离、导线的电阻率和电压的函数。 输电线路流过的电流与电压成反比，当输送功率一定时，提高线路 输电电压，可减少电流，从而显著减少输电线路电阻功率损耗。
1000kV级输电线路每km电阻值约为500kV的20%。两个电压等级 的 输 电 线 路 流 过 相 同 电 流 ， 1100kV 输 电 线 路 电 阻 功 率 损 耗 仅 为 500kV线路的20%。
子导线数从6增加到10，输电能力可增加5%左右；
相间距离从25m减少到15m，其他保持不变，输电能 力可增加12%以上。
总体来看，调整分裂导线的3个参数在合理的范围， 输电能力可增加大约25%。
特高压电网的系统特性和经济性
特高压与超高压线路参数比较
特高压线路基本电气 参数与超高压线路的 比较
特高压电网的系统特性和经济性
特高压电网的系统特性和经济性
远距离输电线路的输电能力与输电电压平方成正比，与 线路阻抗成反比。一般来说，1000kV（或1100kV）的输 电能力为500kV输电能力的4倍以上，产生的容性无功约 为500kV输电线路的4.4倍以上
特高压输电线路输送功率比较小的时候，将使送、受端 系统的电压升高。为抑制特高压的工频过电压，需要在 线路两端并联电抗器，以补偿线路产生的容性无功。特 高压输电线路带重负荷情况下，将从送、受端吸收大量 的无功功率。轻负荷与重负荷两种情况下需要的无功相 差很大。
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第35卷第11期中国电机工程学报V ol.35 No.11 Jun.5, 20152015年6月5日Proceedings of the CSEE ©2015 Chin.Soc.for Elec.Eng. 2879 DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.11.028 文章编号：0258-8013 (2015) 11-2879-08 中图分类号：TM 561；TM 713特高压串补线路短路电流的延时过零特性关永刚1，郭珮琪1，项祖涛2，徐国政1，刘卫东1(1．电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)，北京市海淀区 100084；2．中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192)Characteristics of the Delayed Current-zero Crossing of Short-circuit Current Occurred inthe UHV Series Compensated Transmission LineGUAN Yonggang1, GUO Peiqi1, XIANG Zutao2, XU Guozheng1, LIU Weidong1(1. State Key Lab of Control and Simulation of Power Systems and Generation Equipments(Dept. of Electrical Engineering,Tsinghua University), Haidian District, Beijing 100084, China;2. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China)ABSTRACT: The delayed current-zero crossing of short circuits current can happen in UHV systems with series-compensation when fault occurs and can create difficulties to the circuit breakers to interrupt. This paper analyzed the mechanism of the above phenomenon based on the typical parameters of 1000kV double circuit transmission line in China. The key reason for the delayed current-zero crossing of current passing through the circuit breaker which is far away from the series compensation is that the bypass flowing of periodic content of fault current through non-fault line which caused by the action of MOV in the series compensation. The factors that influenced the delayed current-zero crossing have been studied, such as fault type, fault location, line length, series compensator arrangement and series compensation degree. According to the simulation results, it is recommended to take the dispersed arrangement of series compensation and improve the capacity of circuit breaker to solve this problem, opposed to apply opening resistances on the circuit breaker in UHV line with series-compensation.KEY WORDS: UHV; series compensation; short-circuit current; delayed current-zero crossing摘要：特高压串补线路故障时流经断路器的短路电流可能出现延时过零现象，给断路器的成功开断造成困难。
依据中国1000kV同塔双回线路的典型参数，仿真分析了该现象的产生机制。
双回线路中，故障回路串补保护装置MOV动作引起短路电流中的周期分量经非故障回路分流，是造成流经串补装置远端的断路器中短路电流过零延时的主要原因。
就影响该现象的因素如故障类型、故障点位置、线路长度、串补布置方式以及串补度进行了探讨。
根据仿真结果，建议采取串补分散布置和提高断路器开断性能来解决该问题，不建议特高压交流断路器加装分闸电阻。
关键词：特高压；串联补偿；短路电流；延时过零0 引言特高压1000kV交流线路输送功率大，电阻损耗低，节省走廊土地资源，可以更好地满足国民经济对电力的需要[1]，因而远距离、大容量输电是我国电网发展的必然趋势。
然而，输电距离长的特高压交流线路感抗也较大，而线路的极限传输功率P m 由感抗X L决定；另一方面，较大的感抗可以引起输电线路上的电压降落，增加首末两端的相角差，影响了电力系统的稳定性。
因此，为了保证电力系统的安全稳定运行，特高压线路的长度和输送容量都受到了一定限制。
为了提高特高压电网的输送容量，增加输电距离，一种可行的方法就是在线路上加装串联补偿电容器。
电容器组串联于输电线路中，用于补偿线路自身电抗，从而降低输电线路两端的电压降和功角差，达到增加电网稳定性、提高线路输送能力的目的。
然而，特高压交流线路加装串联补偿装置后，开断线路断路器时可能出现较严重的延时过零现象。
延时过零现象是指高压交流断路器开断故障线路时流经断路器的电流长时间内无过零点。
若实际燃弧时间超过断路器燃弧窗时间，无法正常吹灭电弧，会导致触头烧坏或发生重燃，甚至开断失败[2-3]。
近年来，针对非特高压电压等级下的串补线路瞬态特性研究的相关结果显示：当断路器开断故障2880 中国电机工程学报第35卷串补线路时，会遭遇短路电流延时过零的现象[4]。
当各种不利条件同时发生，过零延时最高可达7个周波[5]。
特高压输电线路一般都比较长，而且对地电容和相间电容大，与500、750kV系统相比，电阻损耗小，其故障时暂态分量衰减的时间常数长，即使没有加装串补装置，特高压线路也可能存在较常规线路严重的短路电流延时过零现象。
文献[6-8]针对我国特高压示范工程中短路电流延时过零产生的原因及各种故障下断路器延时过零的情况进行了分析计算，并讨论了影响延时过零时间的因素，但该分析未考虑线路加入串补的情况。
对于特高压串补线路的情况，目前尚无短路电流延时过零相关的研究报道。
本文讨论了特高压串补线路短路电流延时过零的情况，并给出了两种解决短路电流延时过零的方案。
1 特高压串联电容补偿系统特高压串联电容补偿装置(简称“串补”)通常由电容器组、金属氧化物避雷器(metal oxide varistor，MOV)、阻尼回路、触发间隙、旁路开关、绝缘平台以及监测保护系统组成[9-11]，如图1所示。
图1串联补偿装置结构图Fig. 1 Configuration of series compensation图1中，电容器组是串联补偿装置的主要组成部分，可以补偿线路自身电抗；MOV是限制电容器组电压的主保护，具有优异的非线性伏安特性，本文采用仿真软件提供的常规ZnO避雷器的特性曲线，如图2所示[12]；触发间隙和旁路开关用作MOV和电容器组的后备保护，阻尼回路则用于抑制电容器放电电流，这三者对于开断瞬态过程的影响较小，在仿真模型中通常可不予考虑[13-14]。
图3给出了一个典型的带串补的特高压双回线路，串补集中布置在线路单侧。
将特高压联络线两侧网络等值为带内阻抗的理想交流电源S1和S2，I/kAU/(14pu)61218100 20025050150图2 MOV的U-I特性曲线Fig. 2 U-I characteristic of MOV图3特高压双回串补线路示意图Fig. 3 Scheme of the UHV double series-compensated linesystem其中一回线路发生故障时另一回线路正常运行。
图3中虚框标示的是串补装置，仿真模型由电容器组等值电容X C和MOV等效非线性电阻两部分并联。
图3中D1、D2分别为故障回路上距离串补装置远端和近端的断路器，I1、I2为对应流过D1、D2的电流。
本文仿真中，线路杆塔采用平原地区最常用的伞形塔结构，如图4所示[15-16]，土壤电阻率取500Ω⋅m。
线路输电导线统一采用八分裂钢芯铝绞线，三图4特高压杆塔参数Fig. 4 Parameters of the tower inthe UHV transmission line第11期 关永刚等：特高压串补线路短路电流的延时过零特性 2881相全换位，参数如表1所示。
表1 中国特高压双回线路典型线路参数Tab. 1 Typical line parameters of the UHV girds in China线路 直径/cm 20° 时直流阻抗/(Ω/km)导线分裂数 分裂间距/cm 弧垂/m 导线 3.36 0.046 33 8 40 20 地线 1.750.489 00——182 特高压串补线路短路电流延时过零的机制分析2.1 短路电流延时过零的条件对于无串补线路，可按电阻–电感的一阶电路来分析暂态过程[17]。
其短路电流通常由两个分量组成：一个是随时间衰减的直流的自由分量，另一个是工频周期的强制分量。
当断路器开断的电流中直流自由分量的起始值相对于工频强制分量的幅值过高时，就可能导致短路电流延时过零现象[18]。
而对于串补线路来说，可以等价为高阶电路，暂态过程存在多个衰减的自由分量，但自由分量起始值相对于强制分量幅值过大仍然是造成短路电流延时过零的根本原因，定义k T 为自由分量起始值与强制分量幅值之比，如下所示：f s T f ||||I I k I −=式中：I f 为短路电流；I s 为负载电流。