高速接地开关抑制超、特高压输电线路潜供电流的研究

为提高单相重合的成功率,进行了在不设并联电抗器的超、特高压短线路中借高速接地开关的分流和疏导功能来抑制潜供电流的研究。单相开断和线路两侧高速接地开关的闭合,形成后者与故障电弧通道对避雷线的3点并联接地方式,潜供电流的静电感应分量将因分流而被抑制。由于全线架设避雷线,闪络后的接地电阻实际上等于所有杆塔包括两侧变电所地网在内的全部接地电阻的并联值,它因很小而不起限流作用。分析表明,弧道电阻的限流作用亦可不计,但可显著增强接地开关的分流功能;在弧道电阻为零的最不利情况下,3点分流亦可将静电感应电流抑至低于原来的1/3,而且两侧高速接地开关的接地与线路漏抗形成平衡的电桥通道,使从线路终端返回的3倍零序电流被从桥臂导通,通过检流计支路即故障点的电磁感应电流就被抑制。最后,列出了接地开关电流的计算公式,同时指出,不容许只在线路一侧设置接地开关,因为电磁感应电流将会显著增大而使熄弧成为不可能。     

特高压输电线路潜供电流的计算分析

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。研究了特高压输电线路的潜供电流。通过建立输电系统的集中参数模型,利用电路理论推导了单回线容性、感性及总潜供电流的计算公式。该公式考虑了弧道电阻的影响,可针对线路无补偿(并联电抗器不加中性点小电抗)和有补偿(并联电抗器加中性点小电抗)情况计算线路任意点的潜供电流。该公式可精确计算短距离单回输电线路的潜供电流。依据该公式对我国在建的淮南—上海特高压输电工程的潜供电流进行计算,分析探讨了补偿方式、故障点位置及弧道电阻等因素对潜供电流的影响作用。     

特高压输电线路潜供电流的暂态特性研究

潜供电弧属于自由空气中的长间隙交流电弧,其燃弧时间与电流暂态特性密切相关。该文将潜供电流分解为稳态分量和自由分量,分别建立了对应的电路模型。采用EMTP计算了潜供电流的暂态过程。潜供电流的发展可分为3个阶段:前期,电流快速振荡,迅速衰减;中期,电流有比重较大的直流分量,衰减缓慢,易造成电流不过零,对熄弧产生影响;后期,电流自由分量衰减完毕,以稳态分量为主。自由分量是潜供电流暂态过程的决定性分量。分析了电弧电阻、并联补偿度、中性点小电抗及故障位置等参数对潜供电流暂态过程的影响;基于等效阻抗网络和拉普拉斯变换方法,推导了自由分量的振荡频率和衰减系数与系统参数的关系。区别于潜供电流的稳态分量,仿真与理论分析均表明潜供电弧电阻对自由分量起关键作用,电弧电阻值越大,自由分量衰减越快,越有利于熄弧。     

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。     

EHV输电线路上潜供电弧的分布参数计算模型探讨

330kV及以上电压等级的EHV输电线路发生单相接地故障时,故障相断路器跳开后,故障点处的弧光不能自灭,数十安的自由电弧电流让断路器重合闸无法顺利完成,严重影响了供电的可靠性和安全性。EHV输电线路的输送距离较远,潜供电弧的两个重要参数：潜供电流和恢复电压,在故障相线路上都具有一定的分布特性,所以应用分布参数计算模型对自由电弧进行探讨。先从较为简便的线路单元的等值电路出发,推导出潜供电流和恢复电压的数学模型。然后,探讨并建立了带有并联电抗器和串联补偿站的超高压输电线路的潜供电流和恢复电压的数学模型。最后分析所建立的分布式数学模型的物理意义。     

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.     

交流特高压线路采用HSGS限制潜供电弧的研究

为使自动重合闸在特高压输电线路发生瞬时性故障后能可靠重合,必须对潜供电流和恢复电压值加以限制。结合浙北—上海交流特高压同塔双回输电线路,运用电磁暂态仿真程序ATP/EMTP,考虑了故障一次电弧模型及潜供电弧模型,研究了采用快速接地开关(HSGS)对潜供电弧的抑制效果。研究表明,采用HSGS更适用对于故障点处位于线路两端及中间接地故障的限制,且对单相接地故障的限制效果要优于两相接地故障。对于单相接地故障,两侧HSGS开关动作有0.2~0.3 s时间间隔时,限制效果更佳;HSGS接地电阻取值为0.1~0.5Ω抑制效果较好。     

特高压交流输电线路潜供电弧的抑制措施

为限制潜供电流和恢复电压值从而使特高压输电线路发生瞬时性故障后单相自动重合闸能可靠重合,利用电磁暂态仿真程序ATP/EMTP,计算了在加装快速接地开关（high speed grounding switch,HSGS）和中性点小电抗2种方式下浙北—上海特高压交流同塔双回输电线路产生的潜供电流和恢复电压,并对计算结果进行了分析。结果表明这2种方法都能有效抑制潜供电流和恢复电压,但加装快速接地开关（HSGS）多用于输电线路不完全换位且短输电线路;中性点小电抗适用于全线均匀换位运行方式的输电线路;中性点小电抗的最佳取值为500mH。     

超高压串联补偿输电线路的潜供电流和恢复电压

同无串补超高压输电线路相比,串补线路的潜供电流和恢复电压含有低频分量,文章通过对一５００ｋＶ输电系统进行简化等值电路的分析,以及用ＥＭＴＰ进行仿真计算,阐述了超高压输电线路恢复电压的拍频特性及串补线路潜供电流和恢复电压低频特性的产生机理,分析了弧道电阻对串补线路潜供民流的自熄和单相重合闸成功率的影响。     

潜供电弧的仿真分析

介绍了超高压输电线路上产生潜供电弧的机理。基于电路原理得出恢复电压和潜供电流的数学表达式,运用MATLAB编程得到恢复电压和潜供电流的数值。通过SIMULINK组建模块,仿真整个电路,得到恢复电压和潜供电流的波形图和数值。分析快速接地开关抑制潜供电弧的机理,在线路上安装快速接地开关,选用电动弹簧操作机构来提高HSGS的关合速度,降低弧道上的潜供电流和恢复电压,减少了潜供电弧的熄灭时间,从而确保了单相自动重合闸的成功。     

超高压串联补偿输电线路的潜供电流

通过对一个具有典型串联和并联补偿方案的５００ＫＶ输电线路潜供电流的计算，讨论了串线路潜供电流与功率因数，串补度以及电弧电阻的关系。研究结果表明，有关补偿的超高民线路的潜供电流在单相重合闸动作之衫的时间范围内和无串联补偿的输电线路相比，有幅值较高的次谐波分量直接影响单相重合闸的成功与否。     

超高压串联补偿输电线路潜供电流仿真

相比于无串补的超高压输电线路,串联补偿超高压输电线路的潜供电流中含有低频率振荡分量。由于这些频率的存在,使得潜供电流的过零次数减少,不利于潜供电弧的自熄。建立了一个750kV超高压输电线路串补模型,并在Matlab中进行仿真分析。仿真结果表明,当线路发生单相接地故障,在线路保护启动断路器跳闸时,同时合闸故障相的旁路断路器,以旁路对应的串补电容,将会有效降低潜供电流,有利于提高单相重合闸的成功率。     

超/特高压交直流输电线路带电作业

随着我国电网的快速发展,超/特高压输电线路相继建设并投入运行,为给超/特高压输电线路带电作业开展提供技术支撑,结合交流750kV、1 000kV和直流±660kV、±800kV输电线路特点,通过试验和理论计算,获取了带电作业关键技术参数,确定了作业人员安全防护原则,研制了大吨位绝缘提线工具和绝缘子更换卡具,并根据研究成果制定了超/特高压线路带电作业技术导则标准。现场应用的成功开展表明,超/特高压线路开展带电作业是安全、可行的。超/特高压输电交直流输电线路带电作业技术研究成果能有效指导带电作业的安全有序开展。     

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。     

俄罗斯超高压和特高压输电线路防雷运行经验分析

介绍了俄罗斯超高压和特高压线路十年期间所积累的防雷运行经验。统计表明,１１５０ｋＶ特高压线路的雷电跳闸率比预期的要高的多。对影响特高压线路雷电跳闸率的各种因素进行了分析,并提出改进特高压线路防雷措施的建议。     

超/特高压交流输电线路电晕损失的数值仿真研究

电晕决定输电线路的电磁环境特性。采用模拟电荷法计算交流输电线路的电晕损失,交流导线用多根线电荷表示,导线表面场强超过起晕场强时令一定量电荷由导线表面发射到空间中。将交流周期分为若干时段,在每一时刻都考虑了导线表面电荷发射、空间电荷运动、空间电荷复合等效应,重复计算若干周期直至离子流场稳定。在已有方法的基础上改进了起晕条件和电荷发射的计算方法,考虑了导线表面电场不均匀性对电晕放电的影响,从而可以对多相多分裂导线离子流场进行仿真计算,进而计算得到线路电晕损失。对三相8分裂特高压交流线路电晕损失计算结果与试验结果有较好的一致性。