013高壓交流输电线路潜供电流仿真分析安徽省电设院.doc

基于ATP-EMTP的特高压交流输电线路 潜供电流仿真分析 张前雄，殷雷，刘耀中，王凯 （中国能源建设集团安徽省电力设计院，安徽省 合肥市 230601） 摘要：潜供电弧的快速熄灭是单相自动重合闸可靠实施的关键因素。特高压输电线路长，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。影响潜供电流大小的因素包括线路长度、故障点位置、弧道电阻等。目前抑制潜供电流的方法主要有采用快速接地开关和并联电抗器中性点加小电抗两种方法，在有并联电抗器的超高压和特高压输电线路中，优先采用电抗器中性点加小电抗的方法。 关键词：特高压；潜供电流；恢复电压；ATP-EMTPSimulation and Analysis of Secondary Current in UHV Transmission Lines Based on ATM-EMTP Abstract: The key factor for reliable single-phase automatic reclosing is quickly extinguish of secondary arc. UHV transmission line is long, so the secondary arc is hard to extinguish. If single-phase automatic reclosing failed, it will have bad effect on supply security and system stability. So it is necessary to study the secondary current in UHV transmission lines. There are many factors which effect secondary current, including length of transmission lines, fault location, arc resistance and so on. At present, the main two methods of extinguishing secondary arc are high speed grounding switch and shunt reactors with neutral reactor, and the second method is more suitable if the lines have shunt reactors. Key words: ultra high voltage, secondary arc current, recovery voltage, ATP-EMTP. 0 引言 潜供电流和恢复电压上升速度将直接影响到电弧熄灭的速度，故障电弧会经历燃烧、熄灭、重燃、熄灭的反复过程，最终会造成电弧未能完全熄灭而导致重合闸失败。由相间电容静电耦合作用产生的静电感应分量和相间互感的电磁耦合产生的电磁分量，大小不仅与线路参数有关，还与线路的长度及故障点位置有关系潜供电弧在空气中或者绝缘子表面游离。它是在一个被短路的“电感性自由电弧”流并被游离化的弧道中形成和发展，恢复电压的上升波形受回路中电容大小制约。潜供电弧是在空气中自由发展，没有强制灭弧条件，因它的熄灭是比较困难的。 1 潜供电流的产生机理分析 1.1 潜供电流产生机理 图1为潜供电流产生的原理图。为相间互感，为相间电容， 为单相线路对地电容。当C相发生单相接地后，C相两侧的开关和断开，由线路两侧流经C相进入大地的巨大短路电流被切断，接地电弧熄灭后，合上开关和，系统恢复正常运行。 图1 潜供电流产生的原理图 图1所示的电路，据电路原理可列出故障相上电压电流表达式： (1) (2) 求解上述方程对于长度的函数，就可以得到任意点处，单相后故障相上的恢复电压潜供电流为： (3) (4) 式中为导线的传播系数。 由式（）（）得到了潜供电流和故障点恢复电压并可以得出下结论： （1）由电容引起的静电感应分量沿线分布是一个常数，与故障点位置无关。 （2）由电容关系引起的的沿线分布也几乎是常数。 （3）由电感关系引起的恢复电压里电磁感应分量的分布以线路的中点为中心，左右对称，大小相等方向相反。 （4）潜供电流电磁分量与故障点的位置密切相关。当故障在线路最左端时，电流的方向是由大地流向线路，潜供电流最大；当故障在线路最右端时，电流的方向是由线路流向大地，其值与前者相同。 图恢复电压与故障点位置的关系图潜供电流与故障点位置的关系 1.2 潜供电弧的熄灭时间