超高压电网潜供电流与单相重合闸
特高压输电线路潜供电流影响因素的研究
第27卷第1期2010年2月现 代 电 力M odern Electric Pow erV o l 27 N o 1F eb 2010文章编号:1007-2322(2010)01-0001-05 文献标识码:A 中图分类号:T M 721 1特高压输电线路潜供电流影响因素的研究刘 玉,文 俊(华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206)Influencing Factor Analysis of Secondary Arc on UHV Transmission LinesLiu Yu,Wen Jun(Scho ol o f Electr ical and Elect ronic Engineering ,N o rth China Elect ric Po wer U niver sity,Beijing 102206,China)摘 要:为了研究潜供电弧的熄弧时间,提高单相自动重合闸的成功率,对影响潜供电弧的参数进行了理论分析,并利用电磁暂态仿真软件PSCAD /EMTDC 建立了输电线路发生单相接地故障后,模拟电弧发展的模型,并以晋东南-南阳-荆门1000kV 特高压交流试验示范工程为例,分析了影响特高压输电线路潜供电流的因素,其中包括导线布置方式、线路换位方式、线路输送容量、线路的结构等。
本文的分析结论将为减少潜供电流的方法提供理论依据,对将要建设的特高压输电线路有重要的参考意义。
关键词:潜供电流;输电线路;潜供电弧;耦合;特高压Abstract:To study the secondary arc extinction time and en -sure the success of the single -phase automatic reclosing,the secondary arc parameters are theoretically analyzed,and an arc model is built to simulate the transmission line fault af ter the single phase grounding by use of the electrom agnetic transient simulation softw are PSCAD/EMTDC.The Jin dongnan -Nanyang -Jingmen U HV (U ltra High Voltage)AC transmission lines item is used as an example.Factors influ -encing the secondary arc current are analyzed,such as line arrangement,conductor transposition,transmission capac-i ty,line structure and so on.Simulation results are consistent with the theoretical analysis.The conclusions can off er ref -erences to the under construction UHV projects.Key words:secondary arc current;transm ission line;sec -ondary arc;coupling;UHV0 引 言输电线路故障90%以上是瞬时单相接地故障,为提高供电可靠性,单相自动重合闸得到了广泛应用[1]。
潜供电流综述
根据以上条件，可写出下列表达故障相电压U和电流I的分布情况的传输线方程式：
图6潜供电流基本参数图
Fig.6Basic parameters of secondary arc current
(4)另外，潜供电弧参数是其电容和互感分量两者的矢量和,电容分量的大小取决于线路的相间电容以及两相运行时非故障相的实际运行电压,而互感分量的大小则取决于线路的相间互感以及两相运行时非故障相的实际电流。潜供电弧参数不仅取决于线路本身的固有参数和故障点的位置,而且与线路的运行参数,即单相重合期间两相运行时非故障相电流电压的分布有关，沿线(非故障相)各点的电压和电流随故障点的位置变化,而且电压和电流在数值上和相角上也都在变化[11]。
关键字:单相接地故障，潜供电流，恢复电压，单相自动重合闸
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自20世纪70~90年代国内外开展特高压输电技术研究以来，输电线路故障一直是人们关注的重要问题之一。据统计，在超(特)高压输电线路中，由于相间距离大，500kV线路故障中90%以上是单相接地故障。随着电压等级的升高，线路间的空间距离也越大，因此，对于特高压输电线路来说多相故障的发生率减小，而单相故障的发生率增加[1-2]。另外，特高压输电线路的杆塔较高压来说增高很多，线路上工作电压幅值很大，易由线路上产生向上先导，这些因素会使避雷线屏蔽性能变差，引发瞬时性故障。因此，对于特高压输电线路来说，单相瞬时性故障发生的几率相对来说更大。由于单相接地故障中，大部分为瞬时性故障，因此多采用单相自动重合闸来消除故障。使用单相自动重合闸的目的是为了在瞬时性故障消除后使线路重新投入运行，从而尽快恢复系统的正常运行状态[3]。
潜供电流抑制措施研究
分数: ___________任课教师签字：___________ 华北电力大学研究生结课作业学年学期：2010-2011学年第二学期课程名称：电气工程新技术学生姓名：刘奕学号：2102213212提交时间：2011潜供电流抑制措施研究刘奕（2102213212，硕电力107班，电气工程）摘要：由于特高压线路的潜供电流大、恢复电压高，使得潜供电弧难以熄灭，从而可能影响单相重合闸的无电流间歇时间和重合闸成功率，针对此种情况，在探讨潜供电流产生机理的基础上研究了限制潜供电流和加快潜供电弧熄灭的措施。
关键词：重合闸；潜供电流1 引言自国内外开展特高压输电技术研究以来，线路故障问题一直是人们关注的问题。
超、特高压输电线路中的单相电弧接地故障约占总故障率的80%以上,将故障相线路两侧的开关分闸后,通过故障点的电弧电流,将从单相短路电流(一次电流) 大幅下降为由两健全相电压及其负载电流通过相间电容和互感传递过来的潜供电流,亦称感应电流、残余电流或者二次电流(SC),显然,只要后者足够小,电弧能够自熄,单相重合可获成功；目前单相自动重合闸已在我国得到了普遍使用。
因此，怎样提高单相自动重合闸的成功率,使特高压线路的潜供电弧快速熄灭, 就成了保证特高压系统稳定安全运行的重要问题, 是实施超高压输电需要研究的重点技术问题之一。
2潜供电流的机理在超高压系统中，为了提高供电的可靠性，多采用快速单相自动重合闸。
当系统的一相因单相接地故障而被切除后，由于相间互感和相间电容的耦合作用，被切除的故障相在故障点仍流过一定数值的接地电流，这就是潜供电流。
该电流是以电弧的形式出现的，也称潜供电弧。
如图1所示，当线路发生单相（A相）接地故障时，故障相两端断路器跳闸后，其他两相（B、C）仍在运行，且保持工作电压。
由于相间电容12C和相间互感M的作用，故障点仍流过一定的电流I，即潜供电流。
当潜供电弧（电流）瞬间熄灭后，同样由于相间电容和互感的耦合作用，在弧隙出现恢复电压。
武汉大学过电压简答题总结
1.波阻抗Z和集中参数电阻R有相同点和不同点：答：相同点：①都是反映电压与电流之比。
②量纲相同都为Ω。
不同点：① R：电压u为R两端的电压，电流i为流过R的电流。
Z：电压u为导线对地电压，电流i为同方向导线电流。
② R：耗能；Z：不耗能将电场能量储存在导线周围的介质里。
③ R：常常与导线长度l有关。
Z：只与L0和C0有关，与导线长度无关。
2.彼得逊法则：当波沿分布参数线路传到节点A时，计算节点A电压u2q可应用等值集中参数电路进行计算。
在等值集中参数电路中：电源电动势为入射电压波u1q的两倍；等值集中参数电路的内阻为入射所经过的波阻抗Z1；Z2作为负载电阻。
使用条件：①波沿分布参数的线路入射；②波在节点只有一次折、反射过程。
要满足上述条件②，则要求和节点相连的线路必须是无穷长。
如果节点A两端的线路为有限长的话，则以上等值电路只适用于在线路端部形成的反射波尚未到达节点A的时间内。
优势：彼德逊法则把分布参数电路问题，变成集中参数等值电路问题，把微分方程问题变成代数方程问题，简化了计算。
4.冲击电晕对波过程的影响对导线耦合系数的影响：发生冲击电晕后，在导线周围形成导电性能较好的电晕套，在这个电晕区内充满电荷，相当于扩大了导线的有效半径，因而与其它导线间的耦合系数也增大。
对波阻抗和波速的影响：冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小对波形的影响：冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性，有利于变电所的防雷保护。
5.在冲击电压作用下，变压器绕组的初始电压分布对变压器绝缘的影响：初始电压分布要尽量接近稳态电压分布，可有效降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度，并消弱振荡，减小振荡过电压的幅值。
改善绕组初始电压分布：补偿对地电容的影响，增大纵向电容6.变压器在冲击电压下产生振荡的原因：绕组电容电感之间的能量转换和电压初始分布于最终分布不一致导致振荡。
振荡的对地最大电位与哪些因素有关：Umax与绕组末端接地有关接地，出现在拒绕组首段附近l/3处，1.4U0；不接地，绕组末端，1.9U0。
潜供电流和恢复电压的工程计算及其限制措施分析
潜供电流和恢复电压的工程计算及其限制措施分析何盛【摘要】为使在500kV及以上超特高压输电线路瞬时性故障后单相自动重合闸重合成功,必须有效限制潜供电流和恢复电压.本文以湖南500kV湘西至永州线路为例,进行了潜供电流和恢复电压的理论分析计算,并提出了合理的限制措施,同时利用BPA软件进行了仿真计算.【期刊名称】《湖南工业职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(017)002【总页数】4页(P17-20)【关键词】潜供电流;恢复电压;工程计算;BPA【作者】何盛【作者单位】擎能设计有限公司,广东韶关 512000【正文语种】中文【中图分类】TM7超高压输电线路中，经常采用单相重合闸的方式。
当输电线路发生单相故障时，只切除线路故障相，线路转入非全相运行。
然后进行单相重合闸，若为瞬时性故障，重合闸成功，线路恢复三相正常运行状态。
当然熄弧越快对重合闸成功越有利，然而在非全相运行期间，两运行相通过电容耦合在故障点形成电流；运行相通过负荷电流时，因相间存在互感，在故障相线路中感应电动势，同样在故障点形成电流。
这两部分电流之和称为潜供电流。
为了使得单相重合成功，要求潜供电流较小，并且熄弧时恢复电压也较低。
架空线输电线路存在对地电容和线间电容，如图1所示。
线间电容CM可变换成等效星形电容，如图2。
输电线路正序、负序电容输电线路零序电容为C0，为输电线路长度，CM为线路线间电容。
当线路A相接地两侧A相断开后，电路化简为图3所示。
因B、C相间电容对潜供电流Iqg.c无影响，继而电路化简为图4，根据电路原理，可将图4化简为一个等效有源支路，如图5所示。
根据图5可得到由相间电容耦合引起的潜供电流可以看出与相间电容、电网电压、线路长度成正比，与故障点位置无关。
当潜供电流熄弧时，故障相上稳态恢复电压比较式（3）、式（4），与有900的相角差，这说明过零熄弧时，正处于最大值，这对熄弧不利。
设法消除或减小CM的作用，显然有利于潜供电流减小和恢复电压的降低。
自适应重合闸原理介绍
在断开相上的电容 通过并联电抗器放电产生 电容电感的谐振，产生很 高的谐振过电压。
谐振频率不是工频，决定于电容和电感的数 值。工频的电源电压也作用于断开相。两个不同频率 的电压作用在同一个回路上必然产生拍频电压。
uh (t) = U1 ⋅ cos(ωt + θ ) + U 2 ⋅ cos(ω0t + ϕ)
电压判据 z 电压判据是建立在测定单相自动重合
闸过程中断开相两端电压的大小来区 分瞬时性故障和永久性故障的。 z 电压判据的公式为：
U > k k U xL
特高压线路一般都带有并联电抗器补偿，如果 并联电抗之间的电磁能量振荡，使得断开相恢复电压由 自由振荡分量与工频分量叠加而成。
（1）潜供电流的问题
所以潜供电流的纵分量除受对地电容的大小影响 之外，其大小和方向基本上取决于故障点的位置。显 然，当故障发生在线路中间点时，由于故障点两侧线 路对称，电流的纵分量接近于零。
（1）潜供电流的问题
在大部分无补偿情况下电容分量起主要作用。 当潜供电弧（电流）熄灭后，同样由于相间电容 和互感的作用，在原弧道间出现恢复电压，这就增加 了故障点自动熄弧的困难，以致单相重合闸失败。 为了提高单相自动重合闸的成功率，潜供电流和 恢复电压都应限制在较小值。
目前的自动重合闸装置都是在断路器 跳闸后盲目进行重合的，因此，当重合于 永久性故障时，不仅不能恢复系统的正常 供电，而且对系统稳定和电气设备所造成 的危害将超过正常运行状态下发生短路时 对系统的危害。
1．故障点通过很大的短路电流和再次燃起的电 弧，使故障元件遭到破坏。 2．由于发热和电动力的作用，将引起非故障元 件的损坏。 3．破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统 振荡，甚至瓦解。 4．使断路器的工作条件变得更加严重。
潜供电流影响因素的研究
潜供电流影响因素的研究栾鹏飞;李含善【摘要】The paper considers that the combustion time of secondary arcsin the extra-high voltage transmission lines is long, if these arcs can not be extinguished in time, the single-phase automatic reclosing would be failed; thus it has bad effect on the power supply security and system stability. Therefore, this article derives calculation formulas of inductance on neutral of shunt reactors which restrain secondary arc current and the calculation formulas of capacitance, inductance and total secondary arc current by using the circuit theory. These formulas can accurately compute the secondary arc current on short distance single circuit transmission lines. The paper uses simulation software Matlab to analyze the influences of the distance between lines and compensation scheme on the secondary arc current.%本文考虑到线路中由于超高压输电线路的潜供电弧燃烧时间长,如果不能及时熄灭,将造成单相自动重合闸失败,从而影响供电安全和系统稳定.为此本文首先通过电路理论推导出抑制潜供电流的并联电抗器中性点小电抗以及潜供电流的容性、感性以及总潜供电流计算公式,以便精确计算短距离单回输电线路的潜供电流.本文利用仿真软件Matlab仿真分析了线间距离以及不同的补偿方式对潜供电流的影响.【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】4页(P47-50)【关键词】潜供电流;并联电抗器;补偿方式【作者】栾鹏飞;李含善【作者单位】内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TM723据统计,超高压输电线路的故障90%以上是单相接地故障[1],而单相接地故障中有大部分是瞬时性故障.研究表明,单相自动重合闸是否成功在很大程度上取决于故障点的潜供电流大小和恢复电压幅值及其上升速度.由于特高压输电线路电压高,线路长,相间电容和互感数值大,导致潜供电弧燃烧时间较长,使单相自动重合闸的成功率大幅降低,对系统危害大.1 潜供电流在超高和特高压电网中,为了限制空载线路重合闸过电压,常采用单相重合闸操作.当系统的一相因单相接地故障而被切除后,由于相间互感和相间电容的耦合作用,被切除的故障相在故障点仍流过一定数值的接地电流,即潜供电流.潜供电流由容性和感性两个分量组成.对于潜供电流,我国大多采用并联电抗器加中性点小电抗的方法进行抑制.设LM、LN为并联电抗器及中性点小电抗的电感.2 潜供电流的分量2.1 潜供电流容性分量表达式本文从线路两端装设并联电抗器加中性点小电抗入手,从而推出潜供电流容性分量表达式.潜供电流容性分量的计算电路如图1所示.其中,L1、L2分别为线路首、末两端补偿时的等效相间电感(H);C0为线路单位长度相间电容(F/km);l是线路的长度.图1 无补偿时潜供电流容性分量计算电路由潜供电流容性分量的定义知,其计算公式为式中,l3为首、末端补偿的并联等效相间电感,表示为当线路首端补偿时,L3=L1;当线路末端补偿时L3=L2;当线路两端无补偿时,L1=L2=∞,则L3=∞.2.2 潜供电流感性分量表达式线路两端补偿时潜供电流感性分量计算电路图如图2所示.假设故障发生在距离首端x处.C1为故障相对地的电容(F/km);L0为线路单位长度自感(H/km),L1和L2分别为线路首、末端补偿等效对地电感(H);is L1和is L2为以故障点为界前后两端故障相线路上的感性分量(kA);eM1和eM2分别以故障点为界前后两端非故障相线路产生的感应电动势(kV).潜供电流的感性分量为is L=is L1-is L2.图2 两端补偿时潜供电流感性分量根据电路中的霍尔电流定律和叠加原理,从图中可推导出潜供电流感性分量的计算公式如下:式中,M为线路单位长度互感(H/km);X1和 X2为中间变量,分别为对于不同的补偿方式,X1和X2的表达式各不相同,具体为:线路末端补偿时线路首端补偿时则线路中潜供电流的总公式为:3 加速潜供电流熄灭的措施从国内外的输电线路运行记录统计结果看,超高压、特高压输电线路的故障90%以上是单相接地故障,而单相接地故障中有70%～80%为“瞬时性”故障.为了提高系统的稳定性和可靠性,现在的工程往往使用单相重合闸.为了使单相重合闸能够成功地动作,就要使潜供电流以及恢复电压要小.目前用于熄灭潜供电弧的方法主要有使用快速接地开关(HSGS)和并联电抗器中性点接小电抗2种.所有用于熄灭潜供电弧的方法均可归结为降低潜供电流的幅值,进而减少电弧燃烧的时间[2].本文只介绍一下用并联电抗器中性点接小电抗的方法来抑制潜供电流.3.1 并联电抗器中性点加小电抗由上述所知,故障相单相断开后,健全相与故障相之间的静电耦合在故障相的接地弧产生潜供电流的横分量,而接地磁耦合在接地弧道上形成潜供电流的纵分量.潜供电流主要取决于横分量的大小.显然,当线路上并联电抗器补偿不带中性点小电抗时,并联电抗器对相间电容不能达到近似全补偿效果,即不能有效地达到加速潜供电流熄灭的目的.而且电抗器与线路对地电容可能发生并联谐振,导致断开相出现谐振过电压.并联电抗器带中性点小电抗的补偿方式可以有效解决以上矛盾.并联电抗器中性点带小电抗接在线路中如图3所示.3.2 并联电抗器中性点小电抗的公式图3 并联电抗器中性点带小电抗接线图为了抑制潜供电流,在线路上增设了中性点带小电抗的并联电抗器.在线路上增设中性点小电抗的目的有两个:①控制潜供电流;②抑制线路谐振过电压.因此,小电抗的值一定要取恰当值,否则会引起线路发生谐振,从而影响线路的正常运行.因此,本文简单介绍中性点小电抗的取值.设LM、LN为并联电抗器及中性点小电抗的电感,其等效到输电线路侧的相间电感L12和对地电感L11分别为[2].为了完全抑制潜供电流,本文使相间电感L12和相间电容C发生并联谐振,根据电路知识求得:式中:X12=wL12,XC=1/wC.在实际工程中,为了避免产生并联谐振,通常使实际值略小于上述所求的值.4 影响潜供电流容性分量的因素影响潜供电流的因素很多,如风力及风速、空气的温度和湿度、线路换位方式及补偿方式、线路相间的距离等.本文利用仿真软件Matlab仿真分析了线间距离对潜供电流的影响.4.1 线间距离对潜供电流容性分量的影响本文以已经投运的海南联网工程为例,分析了不同的补偿方式以及线间距离对潜供电流的影响.海南联网工程采用500 kV交流架空线路与海底电缆混合输电方式,其中海底电缆长31 km,架空线路分为两段,长度分别为14.5km和127km[5].海南联网工程示意图如图4所示.由于海底电缆三相距离较远,相间基本不存在互感,以及海底电缆基本上无相间电容耦合,所以潜供电流很小.因此,本文不再考虑海底电缆这部分的潜供电流,只考虑架空线上的潜供电流.本文以港城-南岭这段的架空线为例,来介绍线间距离对潜供电流容性分量的影响.在无补偿的情况下,根据公式(8)和(9)可知,潜供电流容性分量的有效值随线间距离变化的曲线如图5所示.从图5计算结果中可知,线间距离与潜供电流容性分量成相反变化规律,线间距离越远则潜供电流的容性分量就越小.图4 海南联网工程示意图图5 无补偿时线间距离对潜供电流容性分量的影响4.2 补偿方式对潜供电流容性分量的影响潜供电流容性分量不仅受到线间距离的影响,也与补偿方式有关.不同的补偿方式对抑制潜供电流的效果是不一样的.但不同的补偿方式却对潜供电流容性分量的抑制效果差不多.潜供电流容性分量在不同补偿方式下的的变化曲线如图6～8所示.图6 首端补偿时线间距离对潜供电流容性分量的影响4.3 仿真结果分析图5给出了线路无补偿时潜供电流容性分量的大小.在线间距离为10 m时,且在线路无补偿时,潜供电流的容性分量远远大于感性分量,起主要作用.所以,潜供电流的大小约为容性分量,这样大的潜供电流使得潜供电弧燃烧时间很长,如果不及时熄灭,将造成单相自动重合闸失败,从而影响供电安全以及系统稳定.从图6和图7知,线路单端补偿(首端补偿或末端补偿)潜供电流容性分量的大小是一样的,这是因为当线路单端补偿时,只影响潜供电流的感性分量,而不影响潜供电流的容性分量.也就是说在线路有补偿(两端、末端和首端补偿)时,潜供电流的容性分量数值很小,这是因为在并联电抗器补偿度小于1时,一般按相间全补偿原则,选择小电抗使得容性分量没有回路.所以,在线路有补偿时,由于容性分量很小,线路中的潜供电流主要受感性分量的影响.5 结论研究表明,单相重合闸是否成功在很大程度上取决于故障点的潜供电流大小和恢复电压[3-4].因此,当线路发生单相接地故障时,线路中的潜供电流是不容忽视的. (1)在无补偿的情况下,潜供电流的大小主要取决于潜供电流的容性分量.但当线路处于两端补偿、首端补偿以及末端补偿时,线路中的潜供电流容性分量几乎为零.所以,这时潜供电流的感性分量起主要作用.(2)当线路处于首端补偿和末端补偿时,它们对抑制潜供电流容性分量的效果是一样的.这是因为,潜供电流的容性分量与并联电抗器的补偿位置无关.(3)线路中潜供电流的感性分量与并联电抗器的补偿方式有关,而且也与线路对地距离成反比.参考文献：[1］陈政,康义,马怡情.广东-海南交流联网工程无功补偿及电磁暂态研究[J].电网技术,2009(19):20-38.[2］Mallat S.A Theory for Multire solution Signal Decomposition:The Wavelet Representation[J].IEEE T rans.on Pattern Anal and Machine Intell,1989,11(7):674-693.[3］Anderson J G.超高压输电线路[M].北京:水利电力出版社,1979.[4］商立群,施围.快速接地开关熄灭同杆双回输电线路潜供电弧的研究[J].电工电能新技术,2005,24(2):5-6.[5］广东-海南500 kV交流跨海联网工程无功补偿及电磁暂态研究[J].电网技术,2009,33(19):1-3.。
单相重合闸
选相元件
为了实现单相重合闸，继电保护装置必须具有区别单相与多相故障。以及正确选出故障相的能力。这种特点 称为保护装置的选相性能，执行这个功能的继电器元件(逻辑回路)叫选相元件(回路)。选相元件有多种，常用的 有:距离选相元件、相电流差突变量选相元件、低电压选相元件和相电流选相元件。
1.距离选相元件主要采用方向接地距离元件作为选相元件。其阻抗定值大于被保护线路全长。以保证末端故 障时可靠动作。这种距离选相元件有很好的选相功能，得到了广泛的应用，分析与试验结果证明，可以成功地用 于长达400km的重负荷500kv线路上，当线路单相接地时。故障相元件有足够的动作灵敏度，非故障相元件可不误 选相，它还可以兼作方向比较纵联保护中的方向判别元件。在一些电力条件下，在单相重合闸过程中，还可以短 时地独立地执行保护的任务。叫选相元件的独立工作。用于长线路时，虽然对近端故障有很好的适应性但不能动 作于实际可能的远端高值接地电阻故障，而必须待近故障点侧断路器跳开后才能相继动作;对于经高电阻接地的两 相短路接地故障。也可能先动作一相，待断电后另一相才能动作;对于两相短路故障，它的动作也不明确。这些缺 陷，可通过重合闸逻辑回路设计解决。
2.相电流差突变量选相元件这是中国独创的技术。20世纪80年代以来。已广泛应用在中国500kv线路上.取得 了完全的成功。
500kV线路潜供电流计算分析
性分量值 为最 大 ； 如故 障发生 在线路 的中央部 分 ． 则 这一分量 值很小 ， 至为零 。 甚
潜供 电流对 单相 重合 闸成 功的影 响没有 明确 的 ［ 收稿 源自期］２ ０ — ６ １ ０７０— １
［ 者 简 介］李 威 杰 （９ ９ ）女 ， 作 １７ 一 ， 内蒙 古 人 ， 业 于 内蒙 古 工 业 大 学 电力 学 院 ， 毕 助理 工程 师 ， 现从 事 电力 系 统 规 划 设 计工 作
李威 杰
（ 内蒙 古 电力 勘 测 设 计 院 ， 蒙古 呼 和 浩特 内 ００ ２ ） １０ ０
『 要１潜供 电 流是超 高压 电 网独有 的 问题 ， 中阐 明计 算潜 供 电流 的 方法 和 解 决措 施 ， 摘 文 并结 合 内蒙古鄂 尔 多斯 市杭 锦 旗矸 石 电厂单 回 ５ ０ｋ 线路接 入 布 日都 ５ ０ｋ 变 电站 的 计 ０ Ｖ ０ Ｖ 算 实例 ． 出计 算结果 和结 论 。 给
地 点
布 日都 变 电 站
潜 供 电 流， Ａ
９－５ ３
囤 １ 节点 示 意 图
ＬＣ Ｓ１ ５ ５ Ｎ１ ５ ５ １ １ ２ １ ２ ＬＣ Ｓ１ ５ ５ Ｓ１ ５ ５ １ １ ２ ２ ２ １ １ １ １ １ １ ２ ３ ４ ５ １ １ １ １ １ ， ｌ ２ ３ ４ ５
２ 潜 供 电 流计 算
潜 供 电流 计 算 主 要 遵 循 的 规 程 、规 定 有 Ｓ Ｊ Ｄ
１ １８《 ６ — ５ 电力 系统设 计 技术 规程 》 Ｓ Ｊ０ ８ （ 和 Ｄ ６ — ８ 电力
系 统设 计 内容 深度 规定 》 。
采 用 Ｐ Ｄ Ｂ Ａ 暂 态 稳 定 程 序 计 算 潜 供 电 流 Ｓ—Ｐ
特高压电网潜供电流的探讨
开关 断 开 时 ， 电阻 较 弱 的两 端 闭 合 的接 地 开 关 上 的 电 流必 须 通 过将 接 地 点 的潜 供 电流 转 移 到 此 ，同 时 降低 关 联 的 恢 复 电压 数 值 ，使 接 地 点 附 近发 生 的潜 供 电 弧立 即熄灭 。通 过开 关 Ｈ Ｓ Ｇ Ｓ ，利用 其灭 弧能 力 将 电 弧 强迫 性 的 熄 灭 ，最 后 达 到 重 新 闭合故 障相高 压线路 。 ４其 他 加 快 特 高 压 电 网 潜 供 电 流熄 灭 的措施 经 过 上述 两 种 措 施 外 ，还 可 运 用 良 导 体 架 空地 线 以及 自适应 单 相 自动重 合 闸的 方 法 。第 一 种方 法 可 以减 小潜 供 电 流 的 电感 分量 ，以达 到 限制 潜 供 电 流 的 效 果 ；第 二 种 依 据潜 供 电弧 熄 弧 的反 应 时 间 ，进 而 自适 应地 调 整 单 相 重合 闸 的 闭合 时 间 ，已 达 到在 保 证 潜 供 电弧 熄 灭 的同时提 高 了系统 的相对稳 定 。
参考 文献
【 １ 】 杨芳 ． 高压 输 电 线路 的 潜供 电 流特 性 与对 策研 究 ［ Ｄ］ ． 南宁 ： 广 西大 学 ，２ ０ ０ ６ ．
【 ２ ］ 林 莘 ，何 柏 娜 ，徐 建 源 ． 超 高压 线 路 上 潜供 电弧 熄灭特 性 的分析 盯 ］ ． 高 电压技
术 。２ ０ ０ ６（ ０ ３）．
结语
文章 分 析 了导致 潜 供 电流 产生 的机 理 ，并 且 对 我 国 当今 高 压 供 电 电力 行 业 提 出 的熄 灭 潜 供 电 弧 的两 种 基 本措 施 作 了系 统性 的对 比 ，，对 比了两 种 措 施 的 优 缺 点 以及 各 自的 适 用条 件 。有 高 抗 补 偿 的 长线 路 、无 高抗 补 偿 的短 线 路 以及 高 速 接地 开 关 下 的 自灭 特 性 是 特高 压 潜 供 电 弧本 身 的 自灭 特性 的分 类 ，通 过 专 门的 等效 模 拟 实 验研 究 以及相 关 理 论 进 而 决定 是 否 使 用 快 速 接地 开 关 。 当前 我 国特 高压 输 电 趋 势是 特 高 压远 距 离 大 容 量输 电或实 现跨 大 区域 的 电网 的强互 联 ， 我 国 发 电资 源 和 负荷 中心 的 地 理分 布 特 点 ，可 能 暂 时还 不 太 适 用 快速 接 地 开 关 法 。 目前 国内研 究 的普 遍 性线 路 证 明装 有适 当 的高 压 并 联 电抗 器 ，经 过 其 中性 点接 地 小 电抗 ， 可使 得 将 线路 上 的潜 供 电流 以及 恢 复 电 压保 持 非 常 低 的值 ，保 证解 决 潜 供 电 流熄 灭 故 障 在不 使 用 快 速 接地 开关 的前提 之下 。
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能较好地拟合过去, 但过未来的预测效果会随时间 的延长而减弱。此外 , 模型的建立和应用还存在以 下问题: 1) 我省处于计划经济向市场经济体制转轨的 时期 , 产业结构在进行大幅度的调整, 将导致用电 结构的显著变化。因此, 要做出合理的电力负荷预 测, 就要对产业结构的比例, 各行业的经济发展速
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三相输电线路的电气参数
差别 , 如表 2 所示。按最大值取为 0 06s。
3 1 输电线路的基本电气参数 图 1 为三相输电线路的基本电气参数。它们可 以集中参数的形式表示 , 也可以分布参数的形式表 示。
间与电流大小和气象条件有关 , 当对电流进行补偿 后, 可以降到 0 2s 。 t4 t5 t6 t7 t5 t6 t7 t8 潜供电 弧弧道的去游离时间, 根 据试 从留有 裕度考虑的时间。为保证 开关 开关固 有合闸时间 , 如表 2 所示。各 验测定, 一般为 0 06s。 重合后弧道不再重燃 , 取 0 1s。 型开关不一样, 可取 0 25s。 开关合闸电阻工作时间, 为 0 02s。 以上从 t1 到 t8 的整个时间, 称为单相 重合闸 时间。实际的单相重合闸的整定时间, 就是根据它 作出的。 表 2 开关的动作时间
பைடு நூலகம்
∃ 0 25 ∃ 0 18 % 0 2 % 0 2 % 0 1 % 0 07
!
∃ 0 06 % 0 04 % 0 04 % 0 04 % 0 04
位的线路三相导线的对地电容相等。 3 2 输电线路的正序参数 R1 L1 C1 线路的正序电阻 线路的正序电感 线路的正序电容
漫湾侧 草铺侧
正序参数与基本参数之间的关系为: 2 3 影响单相重合闸成功率的因素 潜供电弧的熄灭和弧道不再重燃是单相重合闸 成功的关健。这里所说的潜供电流的熄灭是指在预 计的时间 ( 如 0 2s) 以内熄灭。如果潜供电弧的熄 灭时间超过此时 间, 或者虽然 熄灭, 可是又 重燃 了, 则重合闸就不会成功。 为了获得理想的比较短的潜供电弧的 熄灭时 间, 通常采用补偿的方法将潜供电流减小到一个合 理的数值 ( 一般为 10A 左右 ) 。为使弧道不致再重 10 R1 = R L1 = L- M C1 = 3C+ CZ 即线路正序电阻为导线的交流有效电阻; 线路 正序电感为导线的自感与互感之差; 线路的正序电 容为 3 倍相间电容与导线对地电容之和。 3 3 输电线路的另序参数 R0 线路的另序电阻 ( 1)
开关型号 开断时间 s 合闸时间 s
图 1 三相输电线路的基本电气参数
图中, R
导线的交流有效电阻, 三相相等。
L 导线的自感, 三相相等。 RZ 线路下面的大地回路电阻。 M 导线间的平均互感 , 若线路经过全 换位, 每两相导线之间的互感相等: 或 MAB= MBC = M CA = M M= ( M AB + MBC + M CA ) / 3 C 导线间的电容。同样 , 若线路经过
超高压电网潜供电流与单相生命闸
超高压电网潜供电流与单相重合闸
云南省电力试验研究所 梅忠怒 ( 昆明 650051)
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前言
超高压电网人工单相接地短路试验是一项很重
对 500kV 电网 , 单相故障的比例可达 80% ~ 90% 。 在直接接地系统中采用单相故障单相故障单相切除 时 , 其它两相仍继续供电。在两相运行期间可以输 送负荷 66% , 避免了对用户供电的中断。 2 12 提高系统动态稳定 , 增加线路传输功率 由于单相分闸不会使系统分列成不同的两部分 运行, 当输送功率一定时, 从保证系统稳定出发, 线路允许开断的时间比三相分闸时间要长 3~ 4 倍。 因此单相自动重合闸比三相自动重合闸有更大的动 稳定极限。 2 1 3 减少同期操作 由于单相故 障单相切除 , 其 它两相仍 继续供 电 , 线路两端联系的两部分电网没有失步 , 一相重 合不存在同期问题。 2 14 减少断路器的操作次数 , 延长检修周期 单相故障只需断路器跳一相 , 其它两相不跳, 减少了断路器的操作次数。 2 2 单相重合时间 从系统发生故障, 线路保护装置发生反应到完 成重合闸操作的时间分布过程如表 1 所示。
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1999 年第 2 期
云南电力技术
第 27 卷
对表 1 中的时间间隔, 解释如下 : t0 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t4 保护动作时间, 一般为 0 02s。 开关全 分闸时间。各型开关之间 稍有 开关分闸电阻工作时间, 0 02s。 潜供电 弧持续时间或自灭时间。此时
燃 , 必须保证弧道有足够的冷却和去游离时间 ( 一 般为 0 06s) 。
超高压电网潜供电流与单相生命闸 L0 C0 线路的另序电感 线路的另序电容 表达式 : M= ( L0 - L1 ) / 3 ( 3) C= ( C1 - C0 ) / 3 ( 4) 在公式 ( 4) 中线路的相间电容 C 是用三角形 ( 2) 结线表示的 ( 图 2a) , 此外线路的相间电容还可用 星形结线表示 ( 图 2b) 或综合结线表示 ( 图 2c) 。 图 2a、 2b、2c 三种结线是完全 等值的, 图中的参 数之间的关系有: CY = 3C= C1 - C0 CN = 3C1 C0 / ( C1 - C ) ( 5) ( 6)
要的试验, 但我省在 500kV 漫昆一回线投产前的系 统调试时 , 以及后来漫昆二回线路投产时, 都未进 行此项试验。这项试验的目的一方面是为考核系统 的保护装置和保护设备的质量 ( 包括设备制造、计 算整定以及调试等诸方面的质量) ; 另一方面是为 实测系统短路电流和潜供电流的大小、潜供电弧的 熄灭特性以及并联补偿等多方面的技术数据。这对 单相重合闸的整定和系统输送容量及系统的稳定极 限的估计都很重要。 在没有实测数据的情况下 , 本文拟从潜供电流 的一般理论和漫昆线的电气参数出发, 通过估计漫 昆线路潜供电流的数值, 对漫昆线的单相重合闸整 定时间进行一点讨论。
SW2- 220
! ∀ #
0 045 0 04 ∃ 0 05
0 02
全换位 , 每两相导线之间的电容相等 : 或 CAB= CBC= CCA = C C= ( CAB + CBC + CCA ) / 3 CZ 相导线的对地电容。同样 , 经过全换
SW4- 220 SW6- 220 SW7- 220 500kV GIS
另序参数与基本参数之间的关系为 : R0 = R+ 3RZ L0 = L+ 2M C0 = CZ 即线路的另序电阻为导线电阻与 3 倍大地电阻 之和; 线路的另 序电感为导线 自感与 2 倍互 感之 和; 线路的另序电容等于导线对地电容。 3 4 输电线路各组参数之间的关系 根据上述两公式可以导出以下互感与相间电容
图 2 输电线路电容参数的三种等值结构 ( 上) 收稿日期 : 1999 01 28
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结语
由于模型是基于对历史数据进行的回归分析 ,
度做出正确的预测。 2) 随着生产技术的进步, 设备的更新, 一些 高耗能的企业正被高科技、高附加值 的企业所代 替 , 全省生产总值综合用电单耗将逐步下降, 必须 对统计数据和模型进行不断的整理加工。 3) 历史数据的缺乏和统计口径的不统一, 造 成数学模型的误差。 尽管存在上述不利因素 , 本文的预测结果还是 合理的 , 具有一定的参考价值。
单相自动重合闸时间及过程
过 程 说 明
保护装置动作终了 , 开关分闸线圈受电。 线路两端开关分闸 , ( 如果两开 关不同步 , 指最后完成 分闸的开关 ) 主触头 断开 , 熄弧 , 系统短路被切除。 开关的分闸电阻断开 , 系统与故障线路完全隔离 , 潜供电弧进入自灭时期。 潜供电弧自灭瞬间 潜供电弧弧道去游离时期终了。 开关接到合闸信号 , 合闸线圈受电。 开关合闸 , 触头间发 生击穿 ( 如 果两端开 关不同 步 , 指最 先发 生击穿 的开 关 ) , 合闸电 阻投入。 开关主触头闭合 , 合闸电阻被短路退出 , 系统重新供电 , 恢复正常。 整个单相重合闸时间
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超高压电网的单相重合闸
2 1 使用单相重合闸的目的和意义 2 1 1 减小停电, 提高供电可靠性 运行经验表明, 随着输电电压的增高, 输电线 路单相瞬时性故障在全部故障中所比例越来越大 , 表1
时序 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 合计 0 02 0 04~ 0 06 0 02 0 2 0 06 0 1 0 2~ 0 25 0 02 0 66~ 0 73 时间间隔 ( s) 系统发生单相接地故障。