潜供电流
分析特高压线路地线布置方式对地线电能损耗及潜供电流的影响
分析特高压线路地线布置方式对地线电能损耗及潜供电流的影响1. 引言1.1 引言随着我国电力系统的不断发展，特高压输电已经成为重要的电力输送方式。
特高压线路地线布置方式对地线电能损耗及潜供电流的影响引起了广泛关注。
地线是特高压线路系统中的重要组成部分，地线的布置方式直接影响到线路的稳定性和电能损耗情况。
本文将重点分析特高压线路地线布置方式对地线电能损耗及潜供电流的影响，并探讨不同地线布置方式对电力系统的影响。
在特高压输电系统中，地线电能损耗是一个不容忽视的问题，不合理的地线布置方式会导致电能损耗增大，影响系统的稳定性和经济性。
潜供电流也是一个影响特高压线路安全运行的重要因素，不合理的地线布置方式会导致潜供电流增大，可能引发安全事故。
通过对特高压线路地线布置方式的影响进行深入分析，可以为特高压输电系统的设计和运行提供重要参考，从而提高系统的可靠性和经济性。
部分只是对这一问题的引述，接下来将详细探讨地线布置方式对地线电能损耗及潜供电流的影响。
2. 正文2.1 地线布置方式的影响地线布置方式的影响主要包括水平布置和垂直布置两种方式。
水平布置是指地线与导线保持水平平行的布置方式，而垂直布置是指地线与导线垂直相交的布置方式。
水平布置方式对地线电能损耗和潜供电流的影响较小。
由于地线与导线平行，电磁耦合较小，导致地线电能损耗相对较小。
水平布置方式使得潜供电流流经地线时路径较短，电阻较小，从而减小了潜供电流的大小。
在特高压线路设计中，应根据具体情况选择合适的地线布置方式。
水平布置适用于电磁干扰较小的场景，可以有效降低地线电能损耗和潜供电流的大小；而垂直布置适用于对电磁干扰敏感的场景，可以增加地线电能损耗和潜供电流的大小，从而减小电磁干扰。
在实际工程中应根据具体情况进行选择，以最大程度地减小地线电能损耗和潜供电流的影响。
2.2 地线电能损耗的分析地线电能损耗是特高压线路中一个重要的问题，它直接影响着电力系统的稳定运行和经济性。
国家电网笔试题
1、什么是动力系统、电力系统、电力网？(电力系统分析)答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统；把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统；把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。
2、现代电网有哪些特点?答:1、由较强的超高压系统构成主网架。
2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。
3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。
4、具有相应的平安稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。
5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。
3、区域电网互联的意义与作用是什么?答：1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续开展。
2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。
3、可以利用时差、温差,错开用电顶峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。
4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网平安水平和供电可靠性。
5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。
6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。
4、电网无功补偿的原那么是什么?答:电网无功补偿的原那么是电网无功补偿应根本上按分层分区和就地平衡原那么考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,防止经长距离线路或多级变压器传送无功功率。
5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么?答：电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。
特高压输电线路潜供电流影响因素的研究
第27卷第1期2010年2月现 代 电 力M odern Electric Pow erV o l 27 N o 1F eb 2010文章编号:1007-2322(2010)01-0001-05 文献标识码:A 中图分类号:T M 721 1特高压输电线路潜供电流影响因素的研究刘 玉,文 俊(华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206)Influencing Factor Analysis of Secondary Arc on UHV Transmission LinesLiu Yu,Wen Jun(Scho ol o f Electr ical and Elect ronic Engineering ,N o rth China Elect ric Po wer U niver sity,Beijing 102206,China)摘 要: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1000kV 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。
关键词:潜供电流;输电线路;潜供电弧;耦合;特高压Abstract:To study the secondary arc extinction time and en -sure the success of the single -phase automatic reclosing,the secondary arc parameters are theoretically analyzed,and an arc model is built to simulate the transmission line fault af ter the single phase grounding by use of the electrom agnetic transient simulation softw are PSCAD/EMTDC.The Jin dongnan -Nanyang -Jingmen U HV (U ltra High Voltage)AC transmission lines item is used as an example.Factors influ -encing the secondary arc current are analyzed,such as line arrangement,conductor transposition,transmission capac-i ty,line structure and so on.Simulation results are consistent with the theoretical analysis.The conclusions can off er ref -erences to the under construction UHV projects.Key words:secondary arc current;transm ission line;sec -ondary arc;coupling;UHV0 引 言输电线路故障90%以上是瞬时单相接地故障,为提高供电可靠性,单相自动重合闸得到了广泛应用[1]。
潜供电流综述
根据以上条件，可写出下列表达故障相电压U和电流I的分布情况的传输线方程式：
图6潜供电流基本参数图
Fig.6Basic parameters of secondary arc current
(4)另外，潜供电弧参数是其电容和互感分量两者的矢量和,电容分量的大小取决于线路的相间电容以及两相运行时非故障相的实际运行电压,而互感分量的大小则取决于线路的相间互感以及两相运行时非故障相的实际电流。潜供电弧参数不仅取决于线路本身的固有参数和故障点的位置,而且与线路的运行参数,即单相重合期间两相运行时非故障相电流电压的分布有关，沿线(非故障相)各点的电压和电流随故障点的位置变化,而且电压和电流在数值上和相角上也都在变化[11]。
关键字:单相接地故障，潜供电流，恢复电压，单相自动重合闸
0
自20世纪70~90年代国内外开展特高压输电技术研究以来，输电线路故障一直是人们关注的重要问题之一。据统计，在超(特)高压输电线路中，由于相间距离大，500kV线路故障中90%以上是单相接地故障。随着电压等级的升高，线路间的空间距离也越大，因此，对于特高压输电线路来说多相故障的发生率减小，而单相故障的发生率增加[1-2]。另外，特高压输电线路的杆塔较高压来说增高很多，线路上工作电压幅值很大，易由线路上产生向上先导，这些因素会使避雷线屏蔽性能变差，引发瞬时性故障。因此，对于特高压输电线路来说，单相瞬时性故障发生的几率相对来说更大。由于单相接地故障中，大部分为瞬时性故障，因此多采用单相自动重合闸来消除故障。使用单相自动重合闸的目的是为了在瞬时性故障消除后使线路重新投入运行，从而尽快恢复系统的正常运行状态[3]。
传递潜供电流
在上例中，10kV侧接有电压互感器
设：互感器励磁阻抗为线性 每相阻抗值 Xm=500k ，则 XL=Xm / 3=167k 电容的阻抗X3C0=1/3C0=163k 满足 XL > X3C0 ，并联后等值电容为467pF
传递过电压 U2=30.9kV 达到10kV侧额定相电压的5.36倍，接近并联谐 振（U0=66/1.732=38.1kV）
潜供电流中电磁分量较弱，主要 是静电分量
潜供电流和恢复电压太大，会使 电弧发生重燃而延迟灭弧，或者 不能最终灭弧。这是确定单相重 合闸的停电间隔时间，甚至是能 否采用单相重合闸的关键问题
500kV输电线路有无电抗器补偿时 潜供电流与可能自灭时间（90%）
无电抗器补偿时潜供电流与可能自灭时间
潜供电流（有效值A） 8 12 14
所有的电压传递现象，不论是否引起谐振，都 是把一个电压等级系统的零序电压传递到另一 电压等级系统。在后一系统中造成并发出接地指示
传递过电压的限制措施
避免产生零序电压是根本措施，如尽量使断路器三相 同期动作，不出现非全相操作。对于110~220kV的空 载变压器，如其中性点不接地，在操作时应临时接地
传递潜供电流
传递过电压
当系统中发生不对称接地故障或断路器不同期操 作时，可能出现明显的零序工频电压，通过静电 和电磁耦合在相邻输电线路之间或变压器绕组之 间产生工频传递现象
若与接在电源中性点的消弧线圈或电压互感器等 铁磁元件组成谐振回路，还可能产生线性谐振或 铁磁谐振传递过电压
绕组间的传递过电压
健全相B、C的工作电压和 负载电流通过相间互电容和 互电感对A相产生静电和电 磁感应，在故障点仍有一定 数值的接地电流，称为潜供 电流
电弧瞬间熄灭后，同样由于相间的耦合作用，故障点立 即出现恢复电压，增加了故障点自动熄弧的困难，致使 自动重合闸失败
潜供电流和恢复电压的工程计算及其限制措施分析
［ 摘
要］ 为使在 ５ ０ ０ ｋ Ｖ及 以上超特高压输 电线路瞬时性故障后单相 自 动重合 闸重合成功 ，必须有效
限制 潜供 电流 和恢 复 电压 。 本 文 以湖 南 ５ ０ ０ ｋ Ｖ 湘 西至 永 州线路 为例 ， 进行 了潜供 电流 和恢 复 电压 的理论
分析计算 ， 并提 出了合理的限制措施 ， 同时利用 Ｂ Ｐ Ａ软件进行 了仿真计算。 ［ 关键词 ］ 潜供 电流； 恢复电输电线路正序 、 负序 电容 Ｃ ｌ １ ＝ Ｃ ２ ， ＝ ３ Ｃ Ｍ ／ ＋ Ｃ ｏ ／ ， 输 电线路零序 电容为 ｃ 。 ， Ｊ 为输 电线路长度 ， ｃ 为线路 超高压输 电线路 中 ，经常采用 单相重合 闸的方 线 间 电容 。 式 。当输 电线路发生单相故障时 ， 只切除线路故障相 ， Ｕ Ｖ 一， 一 、 —ｒ ］ ｒ ＋ 厂 、 线路转入非全相运行。然后进行单相重合 闸， 若为瞬 ＼ ／ Ｕ 时陛故障 ， 重合闸成功 ， 线路恢复三相正常运行状态 。 一厂、 ’ ］＿ ’ 厂、 一 一 ， 一 Ｊ搿＿ ｊ Ｖ 当然熄弧越快对重合闸成功越有利 ， 然而在非全相运 一 —Ｔ Ｔ 行期间，两运行相通过 电容耦合在故障点形成 电流 ；
一 ， ， 一 ， 一 、＋ ＿ 一 ， 厂、 ’ Ｖ ／ 一 、 Ｖ ／ ＾ 、一
引言
—
运行相通过负荷电流时 ， 因相间存 在互感 ， 在故 障相 线路 中感应 电动势 ， 同样在故障点形成电流。这两部 分电流之和称为潜供 电流。为 了使得单相重合成功 ， 要 求 潜供 电流较 小 ， 并 且熄 弧 时 恢复 电压 也 较低 。
图 １ 正常运行工况下输电线路等值 电路 图
［ 中图分 类号 ］ Ｔ Ｍ７ ［ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 文 章编 号 ］ １ ６ ７ １ — ５ ０ ０ ４（ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ ． ０ ０ １ ７ ． ０ ４
特高压输电线路潜供电流的计算分析
第27卷第1期2010年2月现 代 电 力M odern Electric Pow erV o l 27 N o 1F eb 2010文章编号:1007-2322(2010)01-0006-06 文献标识码:A 中图分类号:T M721 1特高压输电线路潜供电流的计算分析李召兄1,文 俊1,苗文静2,刘 玉1,项 颂1,肖湘宁1(1 华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206;2 山东电力超高压公司,山东济南 250021)Calculation Analysis of Secondary Arc Current on UHV Transmission Lines Li Zhaox iong1,Wen Jun1,Miao Wenjing2,Liu Yu1,Xiang Song1,Xiao Xiangning1(1 Schoo l of Elect rical and Electro nic Eng ineer ing,N ort h China Electric Pow er U niv ersity,Beijing 102206,China;2 Ext rahig h Pow er Subco mpany o f SEP CO,Jinan 250021,China)摘 要: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。
高抗原理结构的讲解
钟罩式
桶式
第三部分 高压并联电抗器附件介绍
第三部分
一、油枕
油枕的作用
油枕安装在上部，用弯管与变压器油箱联通，油枕的容积一般为变压 器油量的8%-10%。满负载运行时油不溢出；最低环境温度变压器停 止运行时油枕内应有一定的油量。其作用为：
作用
补偿热 胀冷缩 的体积
避免变 压器油 与大气 直接接 触
第一部分
潜供电流的消除
为了消除潜供电流的纵分量，可根据需要在线路上加装一组星 形连接中性点接地的电抗器，补偿导线对地电容C0，使相对 地阻抗趋向无穷大。这样，潜供电流纵分量的回路阻抗很大而 电流趋向于零。
为了方便，这些Y连接的和Y0连接的电抗器又可以简化合并成 中性点对地加装小电抗器的XN的Y连接的电抗器。如图所示。
高压并联电抗器接入线路的方式有多种。目前我国较为普遍的方 式有两种：一是通过断路器、隔离开关将电抗器接入线路；二是只通 过隔离开关将电抗器接入线路。前者投资大，但运行方式灵活；后者 当电抗器故障或保护误动时，会使线路随之停电。
第二部分 高压并联电抗器的结构特点
第二部分
高压并联电抗器的结构特点
并联电抗器由铁芯、绕组和辅助设备组成。
第三部分
• 2.油枕密封性不良 对胶囊式油枕要注意油面以上部分的密封情况，如放气塞，胶囊口与 吸湿器连管处等密封，因为这些部位密封不良会造成水分进入变压器 内部，危及变压器的安全运行。
二、瓦斯继电器
作用：是油浸式变压器及 油浸式有载分接开关的一种主 要保护装置。气体继电器安装 在高抗与储油柜的连接管路上， 在高抗内部故障而使油分解产 生气体或造成油流冲动时，气 体继电器的接点动作，以接通 制定的控制回路，并及时发出 信号或自动切除高抗。
超高压电网潜供电流与单相重合闸
能较好地拟合过去, 但过未来的预测效果会随时间 的延长而减弱。此外 , 模型的建立和应用还存在以 下问题: 1) 我省处于计划经济向市场经济体制转轨的 时期 , 产业结构在进行大幅度的调整, 将导致用电 结构的显著变化。因此, 要做出合理的电力负荷预 测, 就要对产业结构的比例, 各行业的经济发展速
3
三相输电线路的电气参数
差别 , 如表 2 所示。按最大值取为 0 06s。
3 1 输电线路的基本电气参数 图 1 为三相输电线路的基本电气参数。它们可 以集中参数的形式表示 , 也可以分布参数的形式表 示。
间与电流大小和气象条件有关 , 当对电流进行补偿 后, 可以降到 0 2s 。 t4 t5 t6 t7 t5 t6 t7 t8 潜供电 弧弧道的去游离时间, 根 据试 从留有 裕度考虑的时间。为保证 开关 开关固 有合闸时间 , 如表 2 所示。各 验测定, 一般为 0 06s。 重合后弧道不再重燃 , 取 0 1s。 型开关不一样, 可取 0 25s。 开关合闸电阻工作时间, 为 0 02s。 以上从 t1 到 t8 的整个时间, 称为单相 重合闸 时间。实际的单相重合闸的整定时间, 就是根据它 作出的。 表 2 开关的动作时间
பைடு நூலகம்
∃ 0 25 ∃ 0 18 % 0 2 % 0 2 % 0 1 % 0 07
!
∃ 0 06 % 0 04 % 0 04 % 0 04 % 0 04
位的线路三相导线的对地电容相等。 3 2 输电线路的正序参数 R1 L1 C1 线路的正序电阻 线路的正序电感 线路的正序电容
漫湾侧 草铺侧
正序参数与基本参数之间的关系为: 2 3 影响单相重合闸成功率的因素 潜供电弧的熄灭和弧道不再重燃是单相重合闸 成功的关健。这里所说的潜供电流的熄灭是指在预 计的时间 ( 如 0 2s) 以内熄灭。如果潜供电弧的熄 灭时间超过此时 间, 或者虽然 熄灭, 可是又 重燃 了, 则重合闸就不会成功。 为了获得理想的比较短的潜供电弧的 熄灭时 间, 通常采用补偿的方法将潜供电流减小到一个合 理的数值 ( 一般为 10A 左右 ) 。为使弧道不致再重 10 R1 = R L1 = L- M C1 = 3C+ CZ 即线路正序电阻为导线的交流有效电阻; 线路 正序电感为导线的自感与互感之差; 线路的正序电 容为 3 倍相间电容与导线对地电容之和。 3 3 输电线路的另序参数 R0 线路的另序电阻 ( 1)
传递--潜供电流
圈接入
消弧线圈过补偿运行，3C0与L并联后的等值阻抗为感性， 与C12 组成串联线性谐振回路，传递过电压严重威胁发
电机的绝缘，其谐振条件为
L3C01C12
消弧线圈欠补偿运行， 3C0与L并联后的等值阻抗为容
性，电容传递回路，传递过电压比过补偿低，脱谐度越 小等值电容越小，在低压侧出现的传递过电压越接近值
实用文档
潜供电流中电磁分量较弱，主要 是静电分量
潜供电流和恢复电压太大，会使 电弧发生重燃而延迟灭弧，或者 不能最终灭弧。这是确定单相重 合闸的停电间隔时间，甚至是能 否采用单相重合闸的关键问题
实用文档
500kV输电线路有无电抗器补偿时 潜供电流与可能自灭时间（90%）
无电抗器补偿时潜供电流与可能自灭时间
潜供电流（有效值A） 8 14
自灭时间（s）（概率为90%） <0.1
0.15~0.10 0.25~0.18
有电抗器补偿时潜供电流与可能自灭时间
潜供电流（有效值A） 14 20 30 40
自灭时间（s）（概率为90%）
0.35~0.16
0.57~0.34
实用文档
0.64~0.41 0.78~0.50
U0，不会发生谐振现象
实用文档
传递过电压的危害
可能产生谐振（线性或铁磁谐振）；可能出现
传递过电压接近U0
传递过电压虽然不高，但与正序电压叠加的结 果导致三相对地电压的不平衡，出现一相、二 相、甚至三相电压同时升高的严重现象
所有的电压传递现象，不论是否引起谐振，都
是把一个电压等级系统的零序电压传递到另一
U 2 U 0C 1C 2 1 3 C 206 实3 用 文6 2 档 0 2 3 0 0 60 0 5 3 0 0 .50 k 5V
潜供电流影响因素的研究
潜供电流影响因素的研究栾鹏飞;李含善【摘要】The paper considers that the combustion time of secondary arcsin the extra-high voltage transmission lines is long, if these arcs can not be extinguished in time, the single-phase automatic reclosing would be failed; thus it has bad effect on the power supply security and system stability. Therefore, this article derives calculation formulas of inductance on neutral of shunt reactors which restrain secondary arc current and the calculation formulas of capacitance, inductance and total secondary arc current by using the circuit theory. These formulas can accurately compute the secondary arc current on short distance single circuit transmission lines. The paper uses simulation software Matlab to analyze the influences of the distance between lines and compensation scheme on the secondary arc current.%本文考虑到线路中由于超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.为此本文首先通过电路理论推导出抑制潜供电流的并联电抗器中性点小电抗以及潜供电流的容性、感性以及总潜供电流计算公式,以便精确计算短距离单回输电线路的潜供电流.本文利用仿真软件Matlab仿真分析了线间距离以及不同的补偿方式对潜供电流的影响.【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】4页(P47-50)【关键词】潜供电流;并联电抗器;补偿方式【作者】栾鹏飞;李含善【作者单位】内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TM723据统计,超高压输电线路的故障90%以上是单相接地故障[1],而单相接地故障中有大部分是瞬时性故障.研究表明,单相自动重合闸是否成功在很大程度上取决于故障点的潜供电流大小和恢复电压幅值及其上升速度.由于特高压输电线路电压高,线路长,相间电容和互感数值大,导致潜供电弧燃烧时间较长,使单相自动重合闸的成功率大幅降低,对系统危害大.1 潜供电流在超高和特高压电网中,为了限制空载线路重合闸过电压,常采用单相重合闸操作.当系统的一相因单相接地故障而被切除后,由于相间互感和相间电容的耦合作用,被切除的故障相在故障点仍流过一定数值的接地电流,即潜供电流.潜供电流由容性和感性两个分量组成.对于潜供电流,我国大多采用并联电抗器加中性点小电抗的方法进行抑制.设LM、LN为并联电抗器及中性点小电抗的电感.2 潜供电流的分量2.1 潜供电流容性分量表达式本文从线路两端装设并联电抗器加中性点小电抗入手,从而推出潜供电流容性分量表达式.潜供电流容性分量的计算电路如图1所示.其中,L1、L2分别为线路首、末两端补偿时的等效相间电感(H);C0为线路单位长度相间电容(F/km);l是线路的长度.图1 无补偿时潜供电流容性分量计算电路由潜供电流容性分量的定义知,其计算公式为式中,l3为首、末端补偿的并联等效相间电感,表示为当线路首端补偿时,L3=L1;当线路末端补偿时L3=L2;当线路两端无补偿时,L1=L2=∞,则L3=∞.2.2 潜供电流感性分量表达式线路两端补偿时潜供电流感性分量计算电路图如图2所示.假设故障发生在距离首端x处.C1为故障相对地的电容(F/km);L0为线路单位长度自感(H/km),L1和L2分别为线路首、末端补偿等效对地电感(H);is L1和is L2为以故障点为界前后两端故障相线路上的感性分量(kA);eM1和eM2分别以故障点为界前后两端非故障相线路产生的感应电动势(kV).潜供电流的感性分量为is L=is L1-is L2.图2 两端补偿时潜供电流感性分量根据电路中的霍尔电流定律和叠加原理,从图中可推导出潜供电流感性分量的计算公式如下:式中,M为线路单位长度互感(H/km);X1和 X2为中间变量,分别为对于不同的补偿方式,X1和X2的表达式各不相同,具体为:线路末端补偿时线路首端补偿时则线路中潜供电流的总公式为:3 加速潜供电流熄灭的措施从国内外的输电线路运行记录统计结果看,超高压、特高压输电线路的故障90%以上是单相接地故障,而单相接地故障中有70%～80%为“瞬时性”故障.为了提高系统的稳定性和可靠性,现在的工程往往使用单相重合闸.为了使单相重合闸能够成功地动作,就要使潜供电流以及恢复电压要小.目前用于熄灭潜供电弧的方法主要有使用快速接地开关(HSGS)和并联电抗器中性点接小电抗2种.所有用于熄灭潜供电弧的方法均可归结为降低潜供电流的幅值,进而减少电弧燃烧的时间[2].本文只介绍一下用并联电抗器中性点接小电抗的方法来抑制潜供电流.3.1 并联电抗器中性点加小电抗由上述所知,故障相单相断开后,健全相与故障相之间的静电耦合在故障相的接地弧产生潜供电流的横分量,而接地磁耦合在接地弧道上形成潜供电流的纵分量.潜供电流主要取决于横分量的大小.显然,当线路上并联电抗器补偿不带中性点小电抗时,并联电抗器对相间电容不能达到近似全补偿效果,即不能有效地达到加速潜供电流熄灭的目的.而且电抗器与线路对地电容可能发生并联谐振,导致断开相出现谐振过电压.并联电抗器带中性点小电抗的补偿方式可以有效解决以上矛盾.并联电抗器中性点带小电抗接在线路中如图3所示.3.2 并联电抗器中性点小电抗的公式图3 并联电抗器中性点带小电抗接线图为了抑制潜供电流,在线路上增设了中性点带小电抗的并联电抗器.在线路上增设中性点小电抗的目的有两个:①控制潜供电流;②抑制线路谐振过电压.因此,小电抗的值一定要取恰当值,否则会引起线路发生谐振,从而影响线路的正常运行.因此,本文简单介绍中性点小电抗的取值.设LM、LN为并联电抗器及中性点小电抗的电感,其等效到输电线路侧的相间电感L12和对地电感L11分别为[2].为了完全抑制潜供电流,本文使相间电感L12和相间电容C发生并联谐振,根据电路知识求得:式中:X12=wL12,XC=1/wC.在实际工程中,为了避免产生并联谐振,通常使实际值略小于上述所求的值.4 影响潜供电流容性分量的因素影响潜供电流的因素很多,如风力及风速、空气的温度和湿度、线路换位方式及补偿方式、线路相间的距离等.本文利用仿真软件Matlab仿真分析了线间距离对潜供电流的影响.4.1 线间距离对潜供电流容性分量的影响本文以已经投运的海南联网工程为例,分析了不同的补偿方式以及线间距离对潜供电流的影响.海南联网工程采用500 kV交流架空线路与海底电缆混合输电方式,其中海底电缆长31 km,架空线路分为两段,长度分别为14.5km和127km[5].海南联网工程示意图如图4所示.由于海底电缆三相距离较远,相间基本不存在互感,以及海底电缆基本上无相间电容耦合,所以潜供电流很小.因此,本文不再考虑海底电缆这部分的潜供电流,只考虑架空线上的潜供电流.本文以港城-南岭这段的架空线为例,来介绍线间距离对潜供电流容性分量的影响.在无补偿的情况下,根据公式(8)和(9)可知,潜供电流容性分量的有效值随线间距离变化的曲线如图5所示.从图5计算结果中可知,线间距离与潜供电流容性分量成相反变化规律,线间距离越远则潜供电流的容性分量就越小.图4 海南联网工程示意图图5 无补偿时线间距离对潜供电流容性分量的影响4.2 补偿方式对潜供电流容性分量的影响潜供电流容性分量不仅受到线间距离的影响,也与补偿方式有关.不同的补偿方式对抑制潜供电流的效果是不一样的.但不同的补偿方式却对潜供电流容性分量的抑制效果差不多.潜供电流容性分量在不同补偿方式下的的变化曲线如图6～8所示.图6 首端补偿时线间距离对潜供电流容性分量的影响4.3 仿真结果分析图5给出了线路无补偿时潜供电流容性分量的大小.在线间距离为10 m时,且在线路无补偿时,潜供电流的容性分量远远大于感性分量,起主要作用.所以,潜供电流的大小约为容性分量,这样大的潜供电流使得潜供电弧燃烧时间很长,如果不及时熄灭,将造成单相自动重合闸失败,从而影响供电安全以及系统稳定.从图6和图7知,线路单端补偿(首端补偿或末端补偿)潜供电流容性分量的大小是一样的,这是因为当线路单端补偿时,只影响潜供电流的感性分量,而不影响潜供电流的容性分量.也就是说在线路有补偿(两端、末端和首端补偿)时,潜供电流的容性分量数值很小,这是因为在并联电抗器补偿度小于1时,一般按相间全补偿原则,选择小电抗使得容性分量没有回路.所以,在线路有补偿时,由于容性分量很小,线路中的潜供电流主要受感性分量的影响.5 结论研究表明,单相重合闸是否成功在很大程度上取决于故障点的潜供电流大小和恢复电压[3-4].因此,当线路发生单相接地故障时,线路中的潜供电流是不容忽视的. (1)在无补偿的情况下,潜供电流的大小主要取决于潜供电流的容性分量.但当线路处于两端补偿、首端补偿以及末端补偿时,线路中的潜供电流容性分量几乎为零.所以,这时潜供电流的感性分量起主要作用.(2)当线路处于首端补偿和末端补偿时,它们对抑制潜供电流容性分量的效果是一样的.这是因为,潜供电流的容性分量与并联电抗器的补偿位置无关.(3)线路中潜供电流的感性分量与并联电抗器的补偿方式有关,而且也与线路对地距离成反比.参考文献：[1］陈政,康义,马怡情.广东-海南交流联网工程无功补偿及电磁暂态研究[J].电网技术,2009(19):20-38.[2］Mallat S.A Theory for Multire solution Signal Decomposition:The Wavelet Representation[J].IEEE T rans.on Pattern Anal and Machine Intell,1989,11(7):674-693.[3］Anderson J G.超高压输电线路[M].北京:水利电力出版社,1979.[4］商立群,施围.快速接地开关熄灭同杆双回输电线路潜供电弧的研究[J].电工电能新技术,2005,24(2):5-6.[5］广东-海南500 kV交流跨海联网工程无功补偿及电磁暂态研究[J].电网技术,2009,33(19):1-3.。
特高压同塔双回输电线路的潜供电流
特高压同塔双回输电线路的潜供电流李召兄;文俊;徐超;张慧媛;肖湘宁【摘要】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。
因此,有必要研究特高压输电线路的潜供电流。
本文首先归纳总结了潜供电流的各种数学计算方法及其优缺点,并指出目前特高压输电线路潜供电流研究中的不足是缺乏仿真和实测数据以及没有考虑电弧模型。
接着针对我国在建的淮南—上海1000kV特高压交流同塔双回输电工程,采用PSCAD/EMTDC软件建立了其详细的仿真模型,包含系统模型、线路模型以及电弧模型。
最后利用所建模型,对该工程潜供电流进行了仿真研究,计算了单点故障、两点故障和不同线路负载率下的潜供电流及其持续时间。
研究结果表明,该工程潜供电流不会影响单相自动重合闸的成功重合。
【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2010(000)011【总页数】8页(P148-154,163)【关键词】特高压;潜供电流;电弧模型;仿真分析;单相自动重合闸;集中参数;分布参数;二次模【作者】李召兄;文俊;徐超;张慧媛;肖湘宁【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TM7231 引言输电线路发生单相接地故障后，保护动作使故障相两侧断路器断开。
由于故障相和健全相之间的电容和电感耦合，故障点的电弧不能迅速熄灭，弧道中仍流过不大的感应电流，此电流称为潜供电流（或二次电流），相应的电弧称为潜供电弧（也称二次电弧）。
潜供电流由容性和感性两个分量组成。
容性分量是健全相的电压通过相间电容向故障点提供的电流；感性分量是健全相的电流通过相间互感在故障相上产生感应电动势，经过故障相对地电容、并联电抗器和故障点构成的回路，向故障点提供的电流。
从国内外输电线路运行记录看，超高压、特高压输电线路故障90%以上是单相接地故障，而单相接地故障中有 70%～80%为“瞬时性”故障[1]。
为了提高系统的稳定性和供电的可靠性，我国超高压、特高压输电线路一般采用单相自动重合闸，重合时间主要取决于潜供电流持续时间和系统稳定要求[2]。
500kV线路潜供电流计算
500kV线路潜供电流计算程 霞1,邵凤华2(1.内蒙古电力设计院;2.内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司) 摘 要:阐述了潜供电流的概念,提出了减少潜供电流的措施,介绍了在BPA程序中潜供电流的填写方法和计算方法。
关键词:潜供电流;BPA;计算1 潜供电流的概念高压线路的潜供电流由容性和感性两个分量组成。
容性分量是由于两个非故障相的工作电压通过相间电容向故障相进行电容性供电而产生的;感性分量是由于两个非故障相的工作电流通过相间互感向故障相进行感应供电而产生的。
容性分量和线路运行电压有关,而和线路上故障点的位置无关。
感性分量不但和非故障相通过的电流有关,而且和线路上故障点的位置有密切关系。
当故障发生在线路的送、受两端时,感性分量值为最大;如故障发生在线路的中央部分,则这一分量值很小,甚至为零。
2 减小潜供电流的措施当高压线路发生单相瞬时性接地故障时,单相重合闸装置使故障相两端断路器跳闸。
由于故障相和两个非故障相之间存在电容和电感耦合,即使故障相已与系统隔离,故障处的电弧仍不能迅速熄灭,以至快速单相重合闸不能成功。
这种情况对500kV 线路更为严重,因为潜供电流感性分量是与线路长度和运行电压成正比。
如由于工频过电压需要,在超高压线路上已安装了高压并联电抗器,则可在该电抗器的中性点上安装小电抗器。
高压电抗器加上小电抗器可对超高压线路的相间电容进行补偿,使容性潜供电流分量减小。
所以安装中性点小电抗器是减小潜供电流容性分量的措施,但它不能使感性分量减小。
当高压线路输送功率较大且单相接地故障点位于送端或受端时,则潜供电流的感性分量可能大于容性分量。
此时除采用小电抗器措施减小容性分量外,还需采用良导体地线措施以减小感性分量。
当单相重合闸装置切除故障相后,两个非故障相的工作电流在接地的地线上产生感应电流。
该感应电流的大小决定于地线材料。
一般钢地线上产生的感应电流很小。
良导体地线,如钢芯铝绞地线或铝合金地线上产生的感应电流较大,是减小潜供电流感性分量的有效措施。
潜供电流对重合闸的影响及防止
有 什 么 不 同 ？
陈 勖 标 同 志 ：
往 往 由 防 止 操 作 过 电 压 决 定 。
（甘 肃 省 景 泰 县 战 奇 发 ）
小 电 流 接 地 系 统 中 发 生 单 相 接
谐 振 过 电压 。 由 系 统 电 容 及 电
战 奇 发 同 志 ：
地 故 障 时 ，接 地 点 将 通 过 接 地 故 障 感 回 路 组 成 谐 振 回 路 时 引 起 ，特 点
持 相 同 ，各 电 气 量 的 波 动 范 围 不 大 ， 小 电流 接地 系统 中采用 中性 不 高 ，一 般 对 设 备 绝 缘 危 险 性 不 大 ，
且 振 荡 在 有 限 的 时 间 内 衰 减 从 而 进 入 新 的 平 衡 运 行 状 态 。
但 在 超 高 压 、远 距 离 输 电 确 定 绝 缘
较 长 ，将 使 重 合 闸 重 合 失 败 。 电 流 表 、功 率 表 周 期 性 的 大 幅 度 摆
特 点 是 持 续 时 间 短 暂 、冲 击 性 强 ，与
动 心 到
；电 压 表 周 期 性 大 幅 摆 动 ，振 的 电 压 波 动 最 大 ，并 周 期 性 接 近 于 零 ；失 步 的 发 电 厂 间
编 辑 同 志 ：
什 么 采 用 中性 点 经 消 弧 线 圈 接 地 ？ 不 利 情 况 下 过 电 压 倍 数 较 高 。 因 此
请 问 系 统 振 荡 事 故 与 短 路 事 故
（海 南 省 琼 海 市 陈 勖 标 ） ３０ ｋＶ及 以 上 高 压 系 统 的 绝 缘 水 平
电 力 系 统 振 荡 和 短 路 的 主 要 区 线 路 对 应 电 压 等 级 电 网 的 全 部 对 地 是 过 电 压 倍 数 高 、持 续 时 间 长 。
一种抑制可控串补线路潜供电流的控制方法[发明专利]
![一种抑制可控串补线路潜供电流的控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cf2b4fc33169a4517623a358.png)
专利名称：一种抑制可控串补线路潜供电流的控制方法
专利类型：发明专利
发明人：杜宁,孙强,项祖涛,尚勇,班连庚,魏磊,宋瑞华,刘娟楠,周佩朋,韩亚楠,郑彬
申请号：CN201210153642.6
申请日：20120517
公开号：CN102709887A
公开日：
20121003
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种可控串补的控制方法，具体涉及一种抑制带有可控串补线路潜供电流的控制方法。
该方法包括的步骤为：带有可控串补的线路上发生单相接地故障；检测到故障电流，并向可控串补的控制系统发出信号；可控串补进入晶闸管旁路模式；故障相断路器分闸完成，潜供电弧持续一段时间后自动熄灭；线路保护系统控制故障相断路器重合闸；单相接地故障消除，恢复运行的容抗调节模式。
该方法对于在可控串补线路发生单相接地故障时，通过保护联动命令可控串补进入晶闸管旁路模式，可以减小潜供电流的暂态分量，缩短潜供电弧的熄灭时间，故障时同时命令晶闸管、旁路开关动作，可增加保护冗余，增强保护措施的可靠性。
申请人：中国电力科学研究院,西北电网有限公司
地址：100192 北京市海淀区清河小营东路15号
国籍：CN
代理机构：北京安博达知识产权代理有限公司
代理人：徐国文
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潜供电流和恢复电压的工程计算及其限制措施分析
潜供电流和恢复电压的工程计算及其限制措施分析何盛【摘要】为使在500kV及以上超特高压输电线路瞬时性故障后单相自动重合闸重合成功,必须有效限制潜供电流和恢复电压.本文以湖南500kV湘西至永州线路为例,进行了潜供电流和恢复电压的理论分析计算,并提出了合理的限制措施,同时利用BPA软件进行了仿真计算.【期刊名称】《湖南工业职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(017)002【总页数】4页(P17-20)【关键词】潜供电流;恢复电压;工程计算;BPA【作者】何盛【作者单位】擎能设计有限公司,广东韶关 512000【正文语种】中文【中图分类】TM7超高压输电线路中，经常采用单相重合闸的方式。
当输电线路发生单相故障时，只切除线路故障相，线路转入非全相运行。
然后进行单相重合闸，若为瞬时性故障，重合闸成功，线路恢复三相正常运行状态。
当然熄弧越快对重合闸成功越有利，然而在非全相运行期间，两运行相通过电容耦合在故障点形成电流；运行相通过负荷电流时，因相间存在互感，在故障相线路中感应电动势，同样在故障点形成电流。
这两部分电流之和称为潜供电流。
为了使得单相重合成功，要求潜供电流较小，并且熄弧时恢复电压也较低。
架空线输电线路存在对地电容和线间电容，如图1所示。
线间电容CM可变换成等效星形电容，如图2。
输电线路正序、负序电容输电线路零序电容为C0，为输电线路长度，CM为线路线间电容。
当线路A相接地两侧A相断开后，电路化简为图3所示。
因B、C相间电容对潜供电流Iqg.c无影响，继而电路化简为图4，根据电路原理，可将图4化简为一个等效有源支路，如图5所示。
根据图5可得到由相间电容耦合引起的潜供电流可以看出与相间电容、电网电压、线路长度成正比，与故障点位置无关。
当潜供电流熄弧时，故障相上稳态恢复电压比较式（3）、式（4），与有900的相角差，这说明过零熄弧时，正处于最大值，这对熄弧不利。
设法消除或减小CM的作用，显然有利于潜供电流减小和恢复电压的降低。
电力调度员专业(技能)考前练习题及答案
电力调度员专业（技能）考前练习题及答案1、现场规程宜每（）进行一次全面修订、审定并印发。
A、1～2年B、3～5年C、5～6年D、每年答案：B2、( )是系统中无功功率的主要消耗者。
A、发电机B、异步电动机C、输电线路D、变压器答案：B3、单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是( )。
A、使保护范围伸长B、使保护范围缩短C、保护范围不变D、保护范围不定答案：B4、按锅炉燃用燃料的品种可分为( )、燃油锅炉、燃气锅炉三种。
A、燃煤锅炉B、燃无烟煤锅炉C、燃贫煤锅炉D、燃烟煤锅炉E、燃褐煤锅炉答案：A5、当变压器的冷却器全部失去电源时，潜油泵及风扇全部停止运行，变压器在额定负载条件下，允许运行时间为（）。
A、10minB、20minC、30minD、40min答案：B6、电网监视控制点电压降低超过规定范围时，下列哪些措施是值班调度员不应采取的？( )。
A、切除无功补偿电容器B、切除并联电抗器C、迅速增加发电机无功出力D、投入无功补充电容器答案：A7、发电机自励磁的现象是（）。
A、机端电压上升，负荷电流上升B、机端电压上升，负荷电流下降C、机端电压下降，负荷电流上升D、机端电压下降，负荷电流下降答案：A8、装机容量在3000MW以下电力系统，频率偏差超出( )Hz，即可视为电网频率异常。
A、50±0.1B、50±0.15C、50±0.2D、50±0.5答案：D9、协调控制系统共有五种运行方式，其中最为完善、功能最强大的方式是( )。
A、机炉独自控制方式B、协调控制方式C、汽轮机跟随锅炉方式D、锅炉跟随汽轮机方式答案：B10、采用16.5MP535℃的汽轮机组的电厂属于( )。
A、超高压电厂B、亚临界电厂C、临界电厂D、超临界电厂答案：B11、建立问询答复制度，对并网发电厂提出的问询必须在（）个工作日内予以答复。
A、10B、15C、3D、5答案：A12、电力系统中存在经弱联系向受端系统供电或受端系统无功电源不足时，应进行( )稳定性校验。
并联电抗器的作用
并联电抗器的作用1、削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高。
这种电压升高升高是由于空载或轻载时，线路的电容（对低电容和土黄色电容）电流在线路的电感上的压降所引起的。
它将使线路电压高于公交线路电源电压。
当愈严重，通常线路愈长，则电容效应愈大，工频电压升高也愈大。
对超高压远距离输电线路而言，空载或轻载时线路电容的充电功率是很大的，通常充电功率随电压的平方面急剧增加，巨大的充电功率除引起电流上述工频电压升高现象之外，的确将增大线路的功率和电能损耗以及引起自励磁，同期困难等问题。
装设代偿并联电抗器可以补偿这部分充电功率。
2、改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布并降低线损。
当线路上的功率不等于自然功率时，则沿线各点电压将改变额定值，偶而甚至偏离较大，如仰仗并联电抗器的补偿，则可以仰低联络线电压得升高。
1、减少潜供电流，加速潜供电弧的熄灭，重叠提高线路自动重合闸的准确率。
所谓潜供电流，是指当发生单相瞬时接地故障时，在故障相一侧断开后，故障点处弧光中所存在的残余电流。
产生潜供电流的根本原因：故障相虽以被切断电源，但由于非故障两者之间仍带电运行，通过相间电容的影响，两相对故障点或进行电容性阻抗供电；由于相间互感的影响，故障相上将被感应出一个电势，在此电势的作用下通过故障点及相对地器件将形成一个环流，通常把上述两部分电流的总和称之为潜供电流。
潜供电流的存在，使得系统发生单相瞬时接地短路处的潜供电弧不可能很快熄灭，将会影响单相自动综合闸的成功率。
并联减免电抗器的中性点经小抗接地的方法来补偿潜供电流，从而大力发展潜供电弧的熄灭。
2、利于消除发电机的自励磁。
当同步发电机带容性负载（远距离输电线路空载或轻载运行）时，发电机的电压将会自发地建立而不电流发电机的励磁与相对应，即发电机自励磁，此时系统电压将会升高，通过在长距离高压线路上长距离接入轮轴电抗器，则可以改变上发电机端点的出口阻抗，有效防止发电机自制动器。
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A. Experimental Circuit and Equipment
The experimental circuit for the measurement of the post arc current and recovery voltage in the double-break vacuum circuit breakers is shown in Fig. 1. This experimental circuit is called the Weil-Dobke synthetic test circuit. In this circuit, the rate of decrease of current di/dt near current zero and the rate of increase of the transient recovery voltage dv/dt can be set to individual and arbitrary values.
Masanori Sugita, Tetsuo Igarashi, Hiroaki Kasuya, Shigemitsu Okabe, Member, IEEE, Yoshihiko Matsui, Member, IEEE, Ezra van Lanen, Member, IEEE, and Satoru Yanabu, Life Fellow, IEEE
Manuscript received October 10, 2008; revised February 4, 2009. First published March 31, 2009; current version published August 12, 2009.
M. Sugita, T. Igarashi, H. Kasuya, and S. Yanabu are with the Department of Electrical Engineering, Tokyo Denki University, Tokyo 101-0054, Japan (e-mail: 08gme10@ms.dendai.ac.jp).
Index Terms—Double-break vacuum circuit breakers, grading capacitors, post arc current, vacuum interrupters.
I. INTRODUCTION
S F6 gas is widely used in gas insulated high-voltage switching gear because of its high-insulation and interruption abilities. However, SF6 gas is specified as a global warming gas, and the emission of SF6 gas has been severely regulated in recent years. On the other hand, a vacuum is also an arc extinguishing and insulating medium and vacuum circuit breakers can be used at 84–120 kV or less. Of greatest significance is that the environmental impact of a vacuum is lower than that of SF6 gas.
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IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, VOL. 37, NO. 8, AUGUST 2009
Relationship Between the Voltage Distribution Ratio and the Post பைடு நூலகம்rc Current in Double-Break Vacuum Circuit Breakers
Abstract—In many cases, single-break vacuum circuit breakers are used as circuit breakers, and so the characteristics of doublebreak vacuum circuit breakers have not received sufficient attention. This report describes our investigations of the interruption characteristics of double-break vacuum circuit breakers. We have investigated and clarified the relationship between the voltage distribution ratio and the post arc current in double-break vacuum circuit breakers by measuring the post arc current in the single-break vacuum circuit breaker, the voltage distribution ratio, and the post arc current in double-break vacuum circuit breakers. Our investigation has shown that the post arc current scatter of the spiral contact is much larger than that of the axial magnetic field contact. This result shows that the bias of the voltage distribution ratio was caused by the imbalanced post arc current in each vacuum interrupter in the double-break vacuum circuit breaker. Therefore, we conclude that axial magnetic field contacts are suitable for double-break vacuum circuit breakers.
In this paper, we have investigated the relationship between the voltage distribution ratio and the post arc current in a double-break circuit breaker with a combination of axial magnetic field and spiral contacts. We have also studied the best combination of contacts for the even voltage distribution ratio. Moreover, we have simulated the relationship between the voltage distribution ratio and the post arc current using Matlab’s SimPowerSystems. We have also simulated the Short Line Fault (SLF) in the case of the power system.
S. Okabe is with the High Voltage and Insulation Group, Research and Development Center, Tokyo Electric Power Company, Yokohama 230-8510, Japan.
Y. Matsui is with the Technology Development Group, Research and Development Center, Japan AE Power Systems Corporation, Shizuoka 410-0865, Japan.
In this investigation, we constructed a double-break vacuum circuit breaker. It is composed of two vacuum interrupters: one with an axial magnetic field contact and one with a spiral contact. This is because a different post arc current flows in each type of vacuum interrupter. We have also investigated the effect of the post arc current on the voltage distribution ratio. In the previous investigation, we considered that the bias of the voltage distribution ratio in double-break vacuum circuit breakers is caused by the amount of charge that flows into the grading capacitor by the imbalanced post arc currents [6].