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.     

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。     

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。     

超高压电网工频谐振过电压、潜供电流研究

介绍了装有高压并联电抗器的超高压电网工频谐振过电压、潜供电流形成的机理,分析了合理配置高压并联电抗器中性点小电抗对抑制工频谐振过电压、潜供电流的作用,给出了小电抗的选择方法.对750kV电网进行了工频谐振过电压、潜供电流算例分析.     

特高压双回线路小电抗的计算和选择

特高压线路发生单相接地故障时会产生恢复电压和潜供电流,过高的潜供电流和恢复电压会影响单相重合闸的可靠重合。我国超特高压线路常采用中性点加小电抗的方法限制潜供电流和恢复电压。基于双回线路的六序分量法,推导出不同运行方式下小电抗的表达式,为工程计算提供依据。用暂态仿真软件ATP-EMTP建立了双回线路的模型,确定了双回线路运行方式对小电抗取值的影响,推荐了小电抗的取值。     

500kV输电线路高抗中性点小电抗的选择及绝缘配合

研究了某500kV输电线路高抗中性点小电抗的取值和绝缘配合问题,计算分析了该500kV输电线路在小电抗为300～800Ω时的谐振过电压和潜供电流,给出了满足潜供电流允许值的小电抗阻值,并对该阻值下的中性点小电抗上的工频过电压进行了仿真计算,提出了绝缘配合建议。     

A new iterative method for fault currents calculation which models arc resistance at the fault location

In order to calculate fault currents in distribution systems accurately, the fault model must also include the electrical arc existing at the fault point and playing an important role in the fault currents calculation. In the existing approaches the value of the arc resistance at the fault location must be known in advance. Since fault current depends on the arc resistance, which is itself a non-linear function of the fault current, the fundamental question here is how to calculate the arc resistance and the fault current at the fault location simultaneously and accurately. In this paper, a new solution for the above-defined problem by using an iterative procedure is given and thoroughly tested. A new method for calculating short circuit currents in medium voltage distribution networks based on the iterative hybrid compensation short circuit method and a new formula for arc resistance are presented. The new method calculates short circuit currents and arc resistance simultaneously. Results of fault analysis and arc resistance calculation in the IEEE-34 distribution network with/without distributed generator are presented and discussed.     

两种铜基触头材料的电弧侵蚀性能研究

电接触材料在工作过程中会受到机械磨损、环境腐蚀及电弧侵蚀,其中,电弧侵蚀对电接触材料影响最大,它是影响接触材料的电寿命和可靠性的最重要因素。笔者对采用熔渗法制备的CuCr50与电弧法制备的CuCr45电接触材料分别进行DC 50 V,20、30、40、50 A的电接触试验,并通过扫描电镜观察材料在电弧侵蚀后的形貌,对这两种材料在直流、阻性负载条件下的电弧侵蚀特征进行对比研究。结果表明,CuCr45与CurCr50在DC 50 V,20、30、40、50 A条件下,材料都由阳极向阴极转移;之后归纳出电弧侵蚀后两种材料的表面形貌特征,最后分析了两种材料的燃弧能量与熔焊力。     

纳米触头材料电性能研究进展

分析了纳米材料与常规材料在热学性能和机械性能上的差异,综述了纳米触头材料在截流水平、抗电弧侵蚀和耐压能力等电性能研究上取得的进展,并对已有研究成果进行了概括和总结。结果表明:相对于同种配比的常规触头材料,纳米CuCr和AgFe触头材料的截流水平低于常规触头材料;纳米CuCr和AgFe的直流电弧稳定性高于常规触头材料,直流电弧寿命大于常规触头材料;纳米CuCr触头材料的耐压能力高于常规触头材料;纳米AgSnO2和AgNi触头材料的抗电弧侵蚀性能优于常规触头材料。因此,在今后对纳米触头材料的研究和开发过程中,加强纳米触头材料制备工艺研究和纳米触头材料的理论研究,有利于提高纳米触头材料电性能。     

浅谈航空航天用电线耐电弧试验方法

电线绝缘在干燥及潮湿环境下耐电弧传播试验可以评估电线绝缘在电环境下防止破坏的能力,因此,耐电弧试验成为航空航天用电线检测中非常重要的一项性能。介绍了航空航天用电线的耐干电弧、耐湿电弧试验,并对两种试验的方法及技术要求进行了描述。     

基于新型故障电弧模型的电弧能量特性分析

建筑物低压配电系统中频繁发生的电气火灾现象主要由故障电弧引起。电气火灾发生的频率和严重程度与故障电弧释放能量的大小密切相关。为此,分析了故障电弧引起的电路特征变化,根据该特征建立了能描述发生故障时电弧电路动态变化特征的新型故障电弧时变电阻模型,利用该模型计算了不同负载情况下故障电弧的电压、电流。在此基础上,分析了不同负载条件下故障电弧能量特性,并讨论了故障电弧的能量与负载有功功率、功率因数的关系。研究结果表明,负载有功功率越大、功率因数越小,故障电弧释放的能量越大,越容易引发电气火灾,需要重点进行故障电弧检测与防治。     

基于分合闸电气量的真空断路器灭弧能力在线检测研究

高压真空断路器灭弧性能的退化易导致断路器触头动作过程中持续性电弧的产生,将会破坏触头表面粗糙度,导致滞后分合闸时间,严重时会引发击穿爆炸事故。因此,亟待开展高压真空断路器灭弧性能监测研究。现有对高压真空断路器灭弧性能的研究主要采用对灭弧室真空度的测量,但是存在测量周期较长、无法保证气密性等问题。通过分析灭弧室内熄弧原理,发现根据介质恢复时电弧电阻对电弧电流衰减特性的影响可以反演灭弧室内的熄弧水平。据此提取电弧电流趋势项作为灭弧能力的表征量,提出了一种仅基于电气量的高压真空断路器灭弧能力在线检测方法。该方法具有能够快速实时监测及测量手段安全的优势,现场实测数据及数字仿真验证了其有效性。     

高速电气化铁路中的弓网电弧现象研究综述

高速电气化铁路弓网系统中的电弧已经成为制约我国高速铁路发展的技术瓶颈。笔者论述了电弧对接触导线、受电弓滑板、通讯信号、无线电信号和供电质量等的危害,从电弧产生的机理和特征、电弧模型、电弧能量、电弧侵蚀和载流摩擦磨损方面综述了相关电弧问题的研究现状,为深入开展弓网电弧现象、机理及抑制措施的研究打下了基础。     

熔渗法AgW（75）触头材料研究

电触头作为电器设备的关键元件之一,既是载流体,又是机械零部件,要求具有良好的导电导热性、耐电孤烧损、抗熔焊、低而稳定的接触电阻、有一定的强度和易于机械加工等。本研究采用粉末冶金熔渗技术制备AgW（75）电触头材料,对其进行复压、复烧,并测量了其力学物理性能和显微组织。结果表明,粉末冶金熔渗技术与复压复烧相结合制备的AgW（75）触头材料的相对密度高,硬度达到国家标准要求,但材料收缩性大。     

Fluorescent lamp model with power and temperature dependence for high-frequency electronic ballasts

The electrical behavior of a fluorescent lamp operating at high frequency can be characterized by a resistance. The lamp equivalent resistance varies with the operating power and ambient temperature. On this basis, an electrical circuit model of the fluorescent lamp for high-frequency steady-state operation is developed. A test system is set up to emulate the dimming operation of fluorescent lamps in a temperature range from -15/spl deg/C to 55/spl deg/C. For a given lamp, the voltage equation can be obtained from few test data. Then, the equations for the arc current and the equivalent resistance can be derived. These lamp equations can be used for predicting the operating characteristics of the dimmable ballast-lamp circuits with considerations on the temperature effects. The verification of the proposed lamp model is illustrated by implementation examples.     

Nonlinear properties of voltage and current transfer ratios for electric arc furnaces

A method of arc voltage gradient calculation for an electric arc furnace (EAF) is presented. The arc voltage gradient is the basic characteristic in study and simulation of an automatic power control system of an EAF. This characteristic is a strongly nonlinear multifactorial function that depends on electrical parameters of a power supply system, thermal conditions, and processes of arc heat exchange in an EAF melting bath. The method of arc voltage gradient calculation considers the relation between the electric and thermal conditions of an EAF in order to describe feasible nonlinear properties and to improve expressions for voltage and current transfer ratios as nonlinear multifactorial functions in particular. An EAF is regarded as a subject of control. Multifactorial properties are defined by the parameters of an equivalent electrical circuit of a furnace and by variable conditions of arc heat exchange in a melting chamber during steel melting. The method is effective for overcoming the uncertainty of the arc length in simulation of an EAR power controller. The unstable behavior of the furnace at a high impedance was explained using the obtained functions of the arc current and the arc voltage for various electrodes and the arc length. The minimum allowed arc current was found. The automatic power controller becomes unstable and the arc is extinguished under this value.