基于ATP-EMTP的特高压交流输电线路潜供电流仿真分析

特高压输电线路路径长,潜供电弧难以熄灭,如果单相自动重合闸失败,将影响系统的安全和稳定,因此有必要对潜供电流进行研究。以1 000 kV特高压输电线路南阳-荆门段为研究对象,建立仿真研究模型,采用ATP-EMTP计算了线路长度、故障点位置、弧道电阻对潜供电流方法的影响,比较了快速接地开关和并联电抗器中性点加小电抗这2种抑制潜供电流方法在有并联电抗器的超高压和特高压输电线路中的应用效果。     

同塔多回输电线路并联电抗器的参数优化分析

同塔多回输电线路间的电磁耦合使得并联电抗器与中性点小电抗的取值需重新优化。建立了同塔多回输电线路的分布参数耦合模型,得出潜供电流与弧道恢复电压的表达式,并可推广至多重故障情况;研究了影响潜供电流和恢复电压的关键因素。基于潜供电弧的动态模型,计算了电弧起始长度、中性点小电抗等对燃弧时间的影响,进而得到并联电抗器的取值准则,指出单回与多回线路中性点小电抗优化取值的差异之处。采用谐振频率分析法,综合考虑非全相运行、回路间电磁感应等引起的谐振过电压,导出了多回线路的固有谐振频率简化表达式,指出中性点小电抗的取值范围与取值方法。研究结果对超／特高压多回输电线路并联电抗器的优化设计具有指导价值。     

特高压线路潜供电流的仿真计算

建立了1 000 kV双端电源输电线路模型,利用EMTP仿真计算加装快速接地开关(HSGS)前后和加装带中性点小电抗的并联电抗器前后潜供电流的幅值,结果显示,加装带中性点小电抗的并联电抗器限制潜供电流的效果更优.分析了接地过渡电阻的取值和线路载流量对潜供电流的影响,结果表明两者对补偿前的潜供电流影响很小,对于加装HSGS后,线路载流量的影响依然很小,而接地过渡电阻的取值对潜供电流影响较大,潜供电流随接地过渡电阻增大而减小.分析显示,对于某特高压示范线路,HSGS的接地电阻选取小于1.5Ω时较合理,中性点小电抗取为150Ω左右时潜供电流和恢复电压出现最小值.对1 000 kV的长线和短线分别仿真,可知线路越长,潜供电流越大.     

特高压双回线路并联电抗器中性点小电抗的优化设计

对特高压同塔双回线路中的并联电抗器中性点接小电抗补偿潜供电流的方法进行了研究,分析了该方法补偿潜供电流的原理,得到了4种不同补偿方案下的中性点小电抗的计算公式.以淮南一上海的同塔双回特高压输电线路为例,针对实际线路中的所采用补偿方案,确定出中性点小电抗的取值范围.使用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建数学模型,通过计算潜供电流、熄弧时间等主要的技术指标,从中选出抑制潜供电流效果最好的一组中性点小电抗参数.使用优选出的参数,分别对4种方案在不同故障类型、不同故障点位置的潜供电流进行综合比较分析,得到一种最优的补偿方案.并结合补偿效果和经济性,推荐了混合补偿方案,给设计者提供一个有价值的参考.     

特高压双回线路潜供电流补偿方案仿真研究

对特高压同塔双回线路中潜供电流的产生机理进行了研究,分析了补偿潜供电流的原理,并且比较分析了中性点小电抗法和快速接地开关（HSGS）法2种不同的补偿措施。以淮南—上海同塔双回特高压输电线路为例,采用实际线路的参数,在PSCAD/EMTDC仿真软件搭建数学模型。通过计算潜供电流、熄弧时间等主要技术指标,分别对中性点小电抗法在不同负载率、不同故障类型和不同故障点位置的潜供电流进行综合比较,分析了影响潜供电流的因素。最后通过仿真,分别计算了采用中性点小电抗法和快速接地开关（HSGS）法的潜供电流,得到中性点小电抗法比较适合我国特高压线路。     

特高压线路熄灭潜供电弧的方法比较

单相自动重合闸的可靠实施与潜供电弧的快速熄灭密切相关.介绍了潜供电孤的产生机理,详细阐述了并联电抗器加中性点小电抗、选择开关式并联电抗器组、串联补偿、快速接地开关、混合式单相触发跳闸等熄弧方法的特点及其应用范围.结合我国在建的特高压输电工程,提出参考性建议:采用高抗中性点加小电抗仍然是目前最可取的方法;开关式并联电抗器组在未来长距离特高压输电线路特别是不换位线路中可以考虑采用;可控电抗器作为理想的补偿措施,还有待于技术进步.     

特高压工程高抗中性点绝缘水平及小电抗选择

为限制1000kV输电线路在各种运行方式下的潜供电流和恢复电压,必须正确地选择中性点小电抗的参数和高压并联电抗器中性点的绝缘水平。中性点小电抗的参数应根据全容量补偿的条件确定,根据实测的线路参数和线路高抗参数计算了小电抗的参数,建议调整4台小电抗的抽头,以便取得限制潜供电流和恢复电压的最佳效果。并联电杭器中性点和中性点小电杭的绝缘水平主要决定于出现在小电抗上的最大工频电压,补偿度愈大,电抗器端部对地的零序电压愈小,则并联电抗器中性点和小电抗相应的绝缘水平愈低。通过工频过电压分析和特高压试验示范工程系统调试期间实测数据的分析,根据2次单相人工接地试验和单开关空载运行单相偷跳的试验结果校核了高抗中性点及小电抗绝缘水平,可供后续特高压交流工程参考。     

750kV及特高压输电线路抑制潜供电弧的方法

为使单相自动重合闸在750kV及特高压输电线路瞬时性故障后可靠重合，必须限制潜供电流和恢复电压。基于一个750kV双端电源供电系统模型，对2种熄灭潜供电弧的方法——使用快速接地开关和并联电抗器中性点接小电抗，采用ATP仿真软件进行了潜供电流及恢复电压的计算，分析比较了2种方法的优缺点。依据仿真数据得出，并联电抗器中性点接小电抗的方法降低潜供电流及恢复电压的效果优于前者。同时针对特高压线路采用单相自动重合闸的优势，提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围，从而达到抑制谐振过电压、加速潜供电流熄灭，成功实现单相重合闸的目的。     

特高压并联电抗器抑制潜供电流研究

潜供电弧快速熄灭,提高单相重合闸成功率,是保证特高压交流系统稳定安全运行的重要问题。根据潜供电流和恢复电压的机理,提出利用带中性点小电抗的并联电抗器来限制潜供电流的方法,并且讨论了在不同补偿度下,小电抗取值的选择。采用电磁暂态计算程序ATP-EMTP,对交流1 000 kV晋荆线进行了仿真分析,仿真结果表明:加装小电抗对潜供电流限制效果明显,小电抗的取值变化会导致电抗器补偿度受到限制,并对中性点绝缘造成威胁,故小电抗取值应固定。     

超高压同杆双回输电线路中熄灭潜供电弧的研究

为了使单相自动重合闸在超高压同杆双回线路中可靠重合,必须限制潜供电流和恢复电压的大小。针对超高压长线路中普遍装设有并联电抗器,可采用在并联电抗器中性点加小电抗熄灭潜供电弧的特点,分析计算了中性点小电抗的不同接线方法和取值对潜供电流和恢复电压的影响。计算表明,通过合理地选择中性点小电抗可将潜供电流和恢复电压限制到要求值以下,并且文中所述的第2种接线方法对于同杆双回线限制潜供电弧具有较好的补偿效果。     

特高压同塔双回输电线路的潜供电流

特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。因此,有必要研究特高压输电线路的潜供电流。本文首先归纳总结了潜供电流的各种数学计算方法及其优缺点,并指出目前特高压输电线路潜供电流研究中的不足是缺乏仿真和实测数据以及没有考虑电弧模型。接着针对我国在建的淮南—上海1000kV特高压交流同塔双回输电工程,采用PSCAD/EMTDC软件建立了其详细的仿真模型,包含系统模型、线路模型以及电弧模型。最后利用所建模型,对该工程潜供电流进行了仿真研究,计算了单点故障、两点故障和不同线路负载率下的潜供电流及其持续时间。研究结果表明,该工程潜供电流不会影响单相自动重合闸的成功重合。     

混合无功补偿对特高压输电线路的影响机制研究

混合无功补偿（HRPC）由串联补偿（SC）和步进控制并联电抗器（SCSR）组成,将逐渐成为中国特高压输电系统中无功补偿的趋势。提出了UHV输电线路单相接地故障时二次电弧的一些新特性,针对应用HRPC的UHV交流系统在单相自动重合闸（SPAR）运行过程中产生二次电弧的特性进行了仿真。从理论上推导了HRPC对二次电弧电流的影响机制,并给出了仿真波形和傅立叶分析。详细研究了二次电弧电流、不同无功功率补偿度下电弧的燃弧时间、中性点电抗和接地故障位置之间的关系。最后,提出了一种改进的旁路断路器和SPAR的时序控制策略,该策略将为未来HRPC在UHV输电线路中的应用提供必要的理论依据和技术支持。     

特高压同塔双回输电线路潜供电弧模拟试验等价性研究

潜供电弧的自灭时间决定着单相重合闸的重合时间和成功率,潜供电弧自灭特性的研究是保证单相重合成功的关键技术。特高压同塔双回输电线路潜供电弧试验室模拟试验是唯一行之有效的潜供电弧自灭特性研究方法,该文给出了试验室单相试验回路的由来,并证明了单相试验回路与特高压同塔双回六相回路的等价性;提出;“长弧”和“短弧”的概念,在模拟试验中采用;较短电弧代替较长电弧,并从理论分析及试验室试验2方面,给出了特高压同塔双回输电线路潜供电弧试验室模拟试验等价性的研究。     

特高压半波长输电线路潜供电弧低压模拟实验研究

潜供电弧是半波长输电技术面临的关键问题之一,因此针对特高压半波长输电线路潜供电弧进行了低压物理模拟实验研究。通过分析半波长线路潜供电流与恢复电压特性,进行回路等效变换,获得满足等价性的低压模拟实验回路拓扑,通过实验获得了不同潜供电流值、恢复电压梯度等组合方案下潜供电弧的燃弧时间,并与常规输电线路的情况进行对比。比较了短路电弧与潜供电弧的电流、电压特征,并通过高速摄像仪获得潜供电弧的运动轨迹,分析了风速等因素对短路电弧与潜供电弧运动的影响机制。研究表明:当潜供电流值<150A,恢复电压梯度<3.9kV/m时,潜供电弧将快速自灭;当潜供电流值>240A,恢复电压梯度>7.0kV/m时,潜供电弧将会长时间燃弧;风力是影响潜供电弧运动与燃弧的关键因素。研究结果可为解决半波长输电技术的潜供电弧问题提供参考依据,同时对常规线路潜供电弧以及长间隙电弧研究具有借鉴价值。     

同塔双回特高压线路潜供电法IL和恢复电压的限制

为保证同塔双回特高压线路重合闸成功率,必须对其潜供电流和恢复电压进行限制.针对特高压线路广泛采用的高抗中性点加小电抗限制措施,分析了同塔双回线路潜供电流的产生机理,研究了不同换位方式对潜供电流限制效果的影响,并提出了中性点小电抗阻抗值的直接计算公式.结果表明,综合考虑潜供电流限制效果和实现可能性,逆相序反向换位最佳.实...     

特高压输电线路潜供电流影响因素的研究

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1 000kV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。     

特高压交流输电线路单相接地潜供电弧仿真

输电线路发生单相接地故障引起的潜供电弧的随机性较强,为弥补模拟试验的不足,数字建模和仿真已成为研究潜供电弧的重要工具。鉴于此,提出了一种计算潜供电弧自熄特性的仿真模型,以特高压交流试验示范工程为例,计算了电弧的运动特性、电弧电流波形,得到了潜供电弧自熄时间,仿真结果与现场实测结果基本一致,表明所提出的潜供电弧仿真模型具有较大的工程实用价值。     

特高压输电线路潜供电弧的物理模拟与建模综述

基于潜供电弧模拟试验的等价性,阐述了试验回路设计、引弧材料选取、短路电流值及其持续时间选择、风速风向模拟与调节等技术,总结了现有模拟试验中遇到的难题与不足之处,介绍了潜供电弧的现场试验的步骤与过程,特别是国内外特高压等级输电线路潜供电弧的试验成果,给出了现有潜供电弧熄灭时间的有关经验公式。分析了潜供电弧数学建模的研究现状,从简化的黑盒模型以及基于能量守恒的等离子体模型出发,比较分析了各种模型的优势与缺陷,指出了潜供电弧内在作用机制和等效模型研究中存在的关键难题。在上述基础上,结合新型输电方式的发展,分析了不同工况下潜供电弧的新特点,给出了潜供电弧试验与建模的参考性建议。