带并补电抗器超特高压输电线路单相瞬时故障拍频特性研究.pdf

电力鸯动化设备 V01．34No．5 Electric Automation 国乏器铲 Pdwer Equipment Mav2014 带并补电抗器超／特高压输电线路 单相瞬时故障拍频特性研究 邵文权，南树功，章霄微，李彦斌 (西安工程大学电气工程系，陕西西安710048) 摘要：以带并联电抗器补偿的线路为研究对象．深入剖析了单相瞬时故障消失后产生拍频现象的机理和条 件，探讨了瞬时故障低频自振分量的频率及幅值衰减特性，以及断开相电气量无显著拍频现象产生的条件。 研究结果表明：故障电气量中产生明显拍频现象的条件为瞬时故障且电弧可靠熄灭．但部分瞬时故障由于工 频和低频量幅值差过大、频差过小或低频自振分量幅值衰减过快。导致断开相电压与电抗器电流没有明显拍 频现象．此时可采用非拍频特征判据实现故障性质识别。大量ATP仿真与物理实验模型仿真验证了上述理论 分析的正确性。 关键词：自适应重合闸；并联电抗器；瞬时故障：拍频；特高压输电：超高压输电 73 中图分类号：TM 文献标识码：A O引言 1瞬时性故障拍频机理分析 超／特高压线路故障以单相瞬时性故障为主要 1．1 拍频现象产生条件 形式。为保证电网供电的持续性与可靠性．国内外广 输电线路发生单相故障．线路两端断路器跳闸 泛采用单相重合闸技术…。但现有固定时限的重合 且瞬时故障熄弧后。线路转入两相运行状态．由于相 闸存在盲目重合于未熄弧或永久性故障的危险．采 间电容和相间互感的存在，断开相端电压工频分量 用自适应重合闸可有效解决这一问题[2-引。 由电容耦合电压和电感耦合电压两部分组成[2]。在 同时．现代大容量超／特高压电网通常配置一定 带并联电抗器的高压线路上．线路储能元件存储的 数量的电抗器以补偿线路电容电流和稳定运行电 电磁能量在由电抗器、线路电感、相间互感、相对地 压．一方面并联电抗器的引入改变了输电线路瞬时 电容、相间电容所组成的自振网络中充放电产生低 故障时的某些电气量特征c4]．导致利用耦合电压幅 频自振分量．且受网络电阻的影响呈现衰减形式[11]。 值相位特征的判据难以得到有效利用[s巧]：另一方面 因此．带并联电抗器单相瞬时故障恢复电压阶段，断 中性点小电抗的引入加速了潜供电弧的熄灭．增加 开相端电压M(￡)和并联电抗器电流i(￡)可表示为式 了电弧特性判别方法应用难度[7]。针对带并联电抗 (1)所示形式。 器线路故障性质的识别包括2类：利用断开相恢复 ，，、 电压的能量熵判据[8]、积分判据[9]、包络线最大值与 、’ 【i(￡)=，lsin(∞lf+皖1)+厶e”‘sin(∞2￡+如) 最小值的差值判据[m]和比值判据[11]：利用测量精度 其中，“、，1、∞，分别为工频分量电压、电流、角频率； 高的并联电抗器电流特征的相关判据[1甜引。目前多数 巩、是、∞：分别为低频自振分量电压、电流、角频率； 瞬时故障的判别方法通常认为瞬时性故障必有显著 吼，、皖。分别为工频电压、电流初相位；铊、612分别为低 拍频特征．但本文通过理论分析和相关仿真表明部 频自振分量的电压、电流初相位；盯为低频自振分量 分瞬时故障恢复电压阶段故障电气量不具有