潜供电流综述
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KEY WORDS:Single-phase earth fault, secondaryarccurrent, recovery voltage,single-phase auto-reclosure
摘要:本文首先以故障发生的重要时刻为量度介绍了潜供电流的产生机理及特性，接着通过建立相关数学模型，在分布参数电路基础上定量分析了潜供电流与恢复电压的计算方法。并在此基础上分析了影响潜供电流与恢复电压的因素，对主要的两种潜供电流抑制措施进行了介绍与分析。单相接地故障后需对线路进行重合闸操作，比较了基于固定重合闸时间的单相重合闸方案和基于自适应熄弧时间的单相重合闸方案，并对后者的算法进行了梳理。
线路出现单相接地故障时，在健全相上产生的瞬态过电压为单相接地故障过电压，它是操作过电压的一种，也称为短路过电压[4]｡当线路发生单相接地故障，线路两端故障相的断路器相继跳开后，由于相间耦合作用的存在，故障点处仍会流过一定的电流，即为潜供电流，此时弧道上仍有小能量的电弧继续燃烧，使短路时弧光通道的去游离受到严重阻碍，而单相自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能重合成功｡由于超高压､特高压系统电压高，线路长，相间电容耦合强,使得电弧燃烧时间也较长，直接影响了特高压线路单相重合闸的无电流间歇时间，大大降低了单相自动重合闸的成功率。
图2第一wk.baidu.com段
Fig.1 Stage 1
(2)第二阶段：单相接地故障发生
图1单相接地故障
Fig.1Principle of secondary arc current
2.2
为建立潜供电流与恢复电压的数学模型，我们可将发生单相接地故障后潜供电流与恢复电压的产生按时间顺序分为以下四个阶段：
(1)第一阶段：正常运行
输电线路正常运行时，输电系统保持稳定平衡，各电流量、电压量无自由分量。
关键字:单相接地故障，潜供电流，恢复电压，单相自动重合闸
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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]。
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xxxx
Secondary Arc Current and Recovery Current in High-Voltage Transmission Lines and Single-Phase Auto Reclosure
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ABSTRACT:This articleintroduced the generation mechanism and the characteristics of secondaryarccurrent based onseveral key time points during the fault. Then the paper built a mathematical model for measuring secondary current and recovery voltageby usingdistributed parameter circuit.Based on aforesaid analysis,this paper then introducedfactors that influence secondary arc current and recovery voltage, andtwo main suppression methods werealso analyzed.Reclosure operation is necessary after the single-phase earth fault and thus, comparisons were madebetween two reclosure plans, namely,fixed-time-delay based reclosure plan and adaptive-secondary-arc-extinction based reclosure plan, thealgorithmof thelater was given.
2
2.1
对于潜供电弧的研究，国内外已经开展了诸多研究，主要集中在两个方面，一是潜供电弧的产生、熄灭、重燃以及影响因素等[5-7]；二是与电力系统交互作用，其中主要研究线路参数对电流、弧道恢复电压、燃弧时间的影响[8]。
潜供电流是单相重合闸过程中产生的一种电磁暂态现象。其产生机理如图1所示。当线路发生单相(C相)接地故障，故障相两端断路器跳闸后，电源和系统从两边向故障点提供的短路电流被切断，非故障相(A、B相)仍在运行，且保持工作电压。由于相间电容C12和相间互感M的作用,使得故障点处产生了由电容分量和电感分量两部分组成的潜供电流。电容分量即是指非故障相的电压通过相间电容C12向故障点提供的电流，在大部分无补偿情况下起主要作用；而正常相上的负载电流经相间互感在故障相上感应出电动势EM这个电动势通过相对地电容C0及并联高抗形成的回路，向故障点提供电流，即为潜供电流的电感分量。当潜供电流熄灭后，同样由于相间电容和互感的作用，在原弧道间出现恢复电压，这就增加了故障点自动熄灭的困难，以致单相重合闸失败。潜供电弧零休阶段的特性决定了电弧的熄灭与重燃，这一过程中，弧道恢复电压的上升率起着至关重要的作用[9]。
摘要:本文首先以故障发生的重要时刻为量度介绍了潜供电流的产生机理及特性，接着通过建立相关数学模型，在分布参数电路基础上定量分析了潜供电流与恢复电压的计算方法。并在此基础上分析了影响潜供电流与恢复电压的因素，对主要的两种潜供电流抑制措施进行了介绍与分析。单相接地故障后需对线路进行重合闸操作，比较了基于固定重合闸时间的单相重合闸方案和基于自适应熄弧时间的单相重合闸方案，并对后者的算法进行了梳理。
线路出现单相接地故障时，在健全相上产生的瞬态过电压为单相接地故障过电压，它是操作过电压的一种，也称为短路过电压[4]｡当线路发生单相接地故障，线路两端故障相的断路器相继跳开后，由于相间耦合作用的存在，故障点处仍会流过一定的电流，即为潜供电流，此时弧道上仍有小能量的电弧继续燃烧，使短路时弧光通道的去游离受到严重阻碍，而单相自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能重合成功｡由于超高压､特高压系统电压高，线路长，相间电容耦合强,使得电弧燃烧时间也较长，直接影响了特高压线路单相重合闸的无电流间歇时间，大大降低了单相自动重合闸的成功率。
图2第一wk.baidu.com段
Fig.1 Stage 1
(2)第二阶段：单相接地故障发生
图1单相接地故障
Fig.1Principle of secondary arc current
2.2
为建立潜供电流与恢复电压的数学模型，我们可将发生单相接地故障后潜供电流与恢复电压的产生按时间顺序分为以下四个阶段：
(1)第一阶段：正常运行
输电线路正常运行时，输电系统保持稳定平衡，各电流量、电压量无自由分量。
关键字:单相接地故障，潜供电流，恢复电压，单相自动重合闸
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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]。
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Secondary Arc Current and Recovery Current in High-Voltage Transmission Lines and Single-Phase Auto Reclosure
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ABSTRACT:This articleintroduced the generation mechanism and the characteristics of secondaryarccurrent based onseveral key time points during the fault. Then the paper built a mathematical model for measuring secondary current and recovery voltageby usingdistributed parameter circuit.Based on aforesaid analysis,this paper then introducedfactors that influence secondary arc current and recovery voltage, andtwo main suppression methods werealso analyzed.Reclosure operation is necessary after the single-phase earth fault and thus, comparisons were madebetween two reclosure plans, namely,fixed-time-delay based reclosure plan and adaptive-secondary-arc-extinction based reclosure plan, thealgorithmof thelater was given.
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对于潜供电弧的研究，国内外已经开展了诸多研究，主要集中在两个方面，一是潜供电弧的产生、熄灭、重燃以及影响因素等[5-7]；二是与电力系统交互作用，其中主要研究线路参数对电流、弧道恢复电压、燃弧时间的影响[8]。
潜供电流是单相重合闸过程中产生的一种电磁暂态现象。其产生机理如图1所示。当线路发生单相(C相)接地故障，故障相两端断路器跳闸后，电源和系统从两边向故障点提供的短路电流被切断，非故障相(A、B相)仍在运行，且保持工作电压。由于相间电容C12和相间互感M的作用,使得故障点处产生了由电容分量和电感分量两部分组成的潜供电流。电容分量即是指非故障相的电压通过相间电容C12向故障点提供的电流，在大部分无补偿情况下起主要作用；而正常相上的负载电流经相间互感在故障相上感应出电动势EM这个电动势通过相对地电容C0及并联高抗形成的回路，向故障点提供电流，即为潜供电流的电感分量。当潜供电流熄灭后，同样由于相间电容和互感的作用，在原弧道间出现恢复电压，这就增加了故障点自动熄灭的困难，以致单相重合闸失败。潜供电弧零休阶段的特性决定了电弧的熄灭与重燃，这一过程中，弧道恢复电压的上升率起着至关重要的作用[9]。