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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

相间并联电抗器在超、特高压输电线路中的应用及谐振抑制

为了研究利用相间并联电抗器来抑制超、特高压线路中潜供电流和工频谐振的问题,由接在并联电抗器中性点上的小容量电抗器的有效功能已为实践所证明,文中指出了其补偿机理与配网中的消弧线圈相类似,其补偿功率只占被补偿的相间电容功率的1/10以下。在分析小电抗优点的同时,指出了它与无补偿线路中快速接地开关的共同缺陷:它们只在接地瞬间起到补偿效果,正常运行时则不起任何作用。提出直接采用相间并联电抗器,它既能抑制潜供电弧,本身又可成为并补装置的组成部分,特别是在双侧补偿时,可将它与中性点直接接地的电抗器分置线路两侧,可节省两个小电抗。此外,如需可控补偿,调节中性点接地的电抗器即可,而此两套电抗器本身也就自然形成两级可控补偿。如将中性点接地的电抗器分成两级,则在总体上形成三级可调,可望取代结构复杂、价格高昂和平滑调节的可控电抗器。最后分析了高补偿度下单相开断后的的谐振现象及其抑制方法。     

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。     

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。     

Reducing dead time for single-phase auto-reclosing on aseries-capacitor compensated transmission line

This paper presents a single-phase auto-reclosing study of a 500 kV Vietnamese transmission line. The success of the single-phase auto-reclosing depends on the extinction of the secondary arc. Therefore, the influences of several factors such as shunt and neutral reactors, faulted phase and location, capacitive and inductive coupling and series capacitor discharge on the extinction of secondary arc are investigated. This paper presents the influence of single-phase auto-reclosing on the transient stability of the Vietnam system. A new method in order to reduce the dead time for single-phase auto-reclosing is proposed     

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。     

1000KV特高压输电线路潜供电弧试验研究

潜供电弧的自灭时间决定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.特高压输电线路潜供电弧试验室模拟试验是行之有效的研究方法,根据特高压回路设计可能的潜供电流和恢复电压值,采用试验室单相等价回路进行了相应风速、电压梯度、潜供电流值的无补偿、正常补偿和过补偿情况下的102组(共计2013次)潜供电弧模拟试验,深入研究了特高压输电线路潜供电弧自灭特性,其结果为确定断路器单相重合闸时间整定值的设计规范提供了科学依据.     

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。     

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。     

超高压线路上潜供电弧熄灭特性的分析

为了减少潜供电弧的熄灭时间,确保单相自动重合闸的成功,研究了超高压输电线路上产生潜供电弧的机理和主要抑制方法。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,与理论计算值比较吻合。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后,弧道上的潜供电流和恢复电压都有了明显的降低。     

并联电抗器中性点小电抗的选择及其对单相自适应重合闸的影响

根据单端带并补的输电线路模型,推导了最佳中性点电抗器的取值,以达到对相间电容进行完全补偿并在瞬时性故障时快速熄弧的目的。同时,建立了线路瞬时性故障时的一、二次电弧模型,并在ATP/EMTP中进行了500 kV输电线路瞬时性故障的仿真,仿真包括了输电线路进行导线换位和不换位2种情况,明确了不同中性点电抗器的选择对熄弧时间、潜供电流、恢复电压的影响。由仿真分析发现了传统基于电压幅值、电压畸变的单相自适应重合闸判据的不足。指出自适应重合闸判据应适应线路导线有无换位、有无并补、有无中性点电抗器及中性点电抗器取值大小等情况,从而达到在瞬时性故障时断路器在最佳时间快速重合、永久性故障时不重合的目的。     

1 000 kV同塔双回输电线路潜供电流研究

分析总结了1000kV同塔双回线路的特点及潜供电弧与单相重合闸时间的关系。利用电磁暂态程序,计算分析了线路长度、运行方式、高抗中性点小电抗阻值及输送潮流等因素对上述线路单相重合闸过程中潜供电流的影响。研究结果表明:对于有高抗补偿的线路,当采用1s左右的重合闸时间时,单相重合闸过程中的潜供电流值应控制在35A以内;特高压同塔双回线双回与单回运行时,导线耦合作用的不同加大了高抗中性点小电抗合适阻值的选择难度;当同塔双回系统具有线路长、输送潮流大等特点时,潜供电弧可能难以自熄灭。目前,工程中常采用导线逆相序换位方式。但该方式无法完全消除回路间的耦合,因而无法从根本上解决上述问题。