特高压串补输电线路熄灭潜供电弧的方法

单相自动重合闸的成功合闸与潜供电弧的快速熄灭关系密切。在特高压串补输电线路发生单相接地故障时,为加快熄灭潜供电弧,提出采用一定数值的电阻短接故障相电容的方法。详细地阐述了潜供电流的频率特性,并给出直流分量的大小及衰减的快慢与故障时刻、弧道电阻的关系。最后以实际工程为例进行仿真计算。结果表明,该方法对潜供电弧的熄灭是实用和有效的。     

消除带串补装置的特高压线路潜供电流的方法

利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,以某1000kV特高压交流试验示范工程为例,针对安装有串联补偿装置的特高压输电线路潜供电流进行仿真分析,提出了一种利用旁路故障相串联补偿来消除这种影响的新方法。     

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。     

补偿电抗器的存在对潜供电流及潜供电弧特性的影响

以模拟试验为依据，结合文献报道的现场人工接地数据，详细分析补偿电抗器对潜供电弧特性的影响。补偿电抗器的存在使潜供电流减小，恢复电压降低，潜供电弧燃弧时间大大缩短，并使风速对潜供电弧９０％概率燃弧时间的影响明显减少。     

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。     

固定串补线路的潜供电流分析及抑制

单相重合闸的成功取决于故障点潜供电流的自熄,而固定串补FSC可改变原有输电线路参数均匀分布的特性,为了单相重合闸成功,分析了串补线路潜供电流中的低频振荡分量的形成机理,同时针对串补线路潜供电流提出了旁路开关联动的抑制措施。仿真证明该措施不但有效降低了串补线路潜供电流,而且减小了断路器暂态恢复电压。该措施在实际运行中取得较好效果。     

特高压混合无功补偿线路接地故障开断特性

由分级可控高抗与串补装置组成的混合无功补偿应用于特高压电网时,输电线路发生接地故障,断路器两端的暂态恢复电压(TRV)会受混合无功补偿相关因素的影响而表现出不同的特征。在建立特高压接地故障电网简化模型的基础上,应用理论分析的方法推导在串补电容器组未被短接工况下,断路器开断时其两端瞬态恢复电压上升率(RRRV)及TRV峰值的计算表达式。针对不同时间短接串补电容器组,仿真分析了TRV的波形特征和混合无功补偿度对断路器开断特性的影响。结果表明,串补电容器组未被短接时,架空线路长度固定,RRRV和TRV峰值随着故障距离增加而降低,架空线路长度超过1 100km时,发生接地故障时系统会发生谐振,未达到谐振长度时RRRV和TRV峰值随架空线路长度增加而升高。串补电容器组被短接时的电源工频电压幅值越大,断路器越难以开断,串补和分级可控高抗的补偿度增大利于断路器开断。     

特高压输电线路潜供电弧的燃弧特性

为研究潜供电弧的燃弧时间及其运动特性特性,建立了特高压输电线路潜供电弧低压模拟试验平台。该平台由潜供电弧低压模拟试验回路、基于电荷耦合单元图像传感的高速光学成像系统、基于电容分压的潜供电弧电压测量系统、基于Hall效应的潜供电弧电流测量系统等组成。对未补偿、欠补偿、过补偿3种工况下的潜供电弧进行了试验,得到了潜供电弧典型运动图像及其同步电压、电流波形。试验结果表明:潜供电弧阴、阳极弧根运动特性不同,但都具有极性效应;且该运动特性会对电弧电流、电压特性造成影响。阳极弧根跳跃或弧柱短接时,电弧两端电压将出现骤降;新的阴极弧根激发时,潜供电弧电流增大。潜供电弧发展后期,存在2种不同的熄弧情况:一种为稳定燃烧,电流过零自然灭弧;另一种为短暂熄灭,经过数ms的延时,弧道击穿,电弧重燃,此后快速灭弧。加速潜供电弧通道等离子体的去游离过程有助于电弧的快速熄灭。     

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。     

快速接地开关熄灭潜供电弧的研究

使用快速接地开关（ＨＳＧＳ）是熄灭潜供电弧的一种有效方法。采用ＨＳＧＳ后线路上维持潜供电弧存在的潜供电流和恢复电压都有很大程度的降低,确保了潜供电弧的自熄。ＴＮＡ实验和利用ＥＭＴＰ进行的数值计算证明了上述论点。     

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。     

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。     

特高压同塔双回线路潜供电弧抑制措施的比较

为研究中性点小电抗和高速接地开关(HSGS)两种方法抑制特高压同塔双回线路潜供电弧的异同,及其各自的适用条件和范围,阐述了我国特高压同塔双回线路的特点,对中性点小电抗和HSGS限制潜供电流和恢复电压的原理、特性分别进行了理论分析,并利用电磁暂态仿真软件EMTP对线路分别采用小电抗和HSGS后在多种运行工况下的潜供电流和恢复电压进行了模拟计算。根据研究结果并对其进行比较分析,提出小电抗和HSGS两者的适用条件差异较大,应用范围基本上是相互补充的;在限制同塔双回线路同名相或异名相故障潜供电流和恢复电压方面,HSGS的作用效果优于小电抗。     

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。     

快速接地开关对交流特高压同塔双回输电线路潜供电弧的限制

以浙北—上海交流特高压同塔双回输电线路为例,计算了线路发生单相接地故障及双回同名故障后的潜供电流和恢复电压,分析了快速接地开关(high speed grounding switch,HSGS)对潜供电弧的限制效果,研究了HSGS的接地电阻对潜供电弧限制效果的影响。仿真结果表明:HSGS可以快速熄灭交流特高压同塔双回线路的潜供电弧,保证单相自动重合闸的成功率。     

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。     

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。     

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。