潜供电流
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
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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]。
潜供电流抑制措施研究
分数: ___________任课教师签字：___________ 华北电力大学研究生结课作业学年学期：2010-2011学年第二学期课程名称：电气工程新技术学生姓名：刘奕学号：2102213212提交时间：2011潜供电流抑制措施研究刘奕（2102213212，硕电力107班，电气工程）摘要：由于特高压线路的潜供电流大、恢复电压高，使得潜供电弧难以熄灭，从而可能影响单相重合闸的无电流间歇时间和重合闸成功率，针对此种情况，在探讨潜供电流产生机理的基础上研究了限制潜供电流和加快潜供电弧熄灭的措施。
关键词：重合闸；潜供电流1 引言自国内外开展特高压输电技术研究以来，线路故障问题一直是人们关注的问题。
超、特高压输电线路中的单相电弧接地故障约占总故障率的80%以上,将故障相线路两侧的开关分闸后,通过故障点的电弧电流,将从单相短路电流(一次电流) 大幅下降为由两健全相电压及其负载电流通过相间电容和互感传递过来的潜供电流,亦称感应电流、残余电流或者二次电流(SC),显然,只要后者足够小,电弧能够自熄,单相重合可获成功；目前单相自动重合闸已在我国得到了普遍使用。
因此，怎样提高单相自动重合闸的成功率,使特高压线路的潜供电弧快速熄灭, 就成了保证特高压系统稳定安全运行的重要问题, 是实施超高压输电需要研究的重点技术问题之一。
2潜供电流的机理在超高压系统中，为了提高供电的可靠性，多采用快速单相自动重合闸。
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，这就是潜供电流。
该电流是以电弧的形式出现的，也称潜供电弧。
如图1所示，当线路发生单相（A相）接地故障时，故障相两端断路器跳闸后，其他两相（B、C）仍在运行，且保持工作电压。
由于相间电容12C和相间互感M的作用，故障点仍流过一定的电流I，即潜供电流。
当潜供电弧（电流）瞬间熄灭后，同样由于相间电容和互感的耦合作用，在弧隙出现恢复电压。
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿高压输电系统是指输电线路中使用的电压等级在110kV及以上的电力输送系统。
在高压输电系统中，过电压和无功功率是两个重要的问题。
过电压会引起设备损坏和电力系统不稳定，而无功功率不足则会影响系统的电能质量和效率。
为了解决这些问题，我们需要对高压输电系统的过电压潜供电流和无功补偿进行深入的研究和分析。
过电压潜供电流是指在高压输电系统中，由于突发故障或操作失误等原因导致输电线路出现过电压情况下，系统中会产生潜供电流。
这种潜供电流会对系统设备和安全产生严重影响，甚至引发事故。
对于过电压潜供电流的研究和控制显得尤为重要。
过电压潜供电流的产生主要与高压输电线路的特性和系统的运行状态有关。
当线路上发生过电压时，由于线路本身的电感和电容特性，会导致电流的异常波动和积累。
这些异常电流会对设备和系统造成严重威胁，甚至引发火灾和爆炸等危险事件。
为了控制和减少过电压潜供电流，我们可以采取一些有效的措施。
首先是加强对高压输电线路设备的保护和监控，及时发现并处理潜在的过电压情况。
其次是优化线路参数和设计，提高线路的抗干扰能力和耐受能力，减少过电压的产生和传播。
还可采用一些防护装置和保护设备，对过电压进行限制和消除，保障系统的安全和稳定。
无功功率补偿的原理是利用无功功率补偿装置，将系统中产生的无功功率进行补偿，达到提高系统功率因数和降低系统无功功率的目的。
无功功率补偿装置主要包括静态无功功率补偿装置（SVC）、静止无功功率补偿装置（STATCOM）等。
这些装置可以通过高速电子开关和电容器等元件，对系统的无功功率进行实时响应和处理，提高系统的电能质量和效率。
为了实现高压输电系统的无功功率补偿，我们需要分析系统的运行状态和电力负载情况，确定无功功率的补偿策略和方案。
对于大型的高压输电系统，还可以采用智能化控制和监测技术，实现系统的实时优化和调整，提高系统的无功功率补偿效果。
高压输电系统的过电压潜供电流和无功功率补偿是系统运行中需要重点关注和解决的问题。
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿高压输电系统的过电压问题是电力系统中常见的问题之一，过电压会带来许多潜在的危害，如设备的过热、击穿、闪络等，严重影响电力系统的可靠性和安全性。
本文将重点讨论高压输电系统中的过电压潜供电流问题和无功补偿方法。
过电压潜供电流是指当高压输电系统出现过电压时，由于线路及设备的电容性电流响应导致的额外电流。
过电压潜供电流会对电力设备造成损害，例如电力变压器、绝缘子等。
在高压输电系统中，经常会出现各种过电压现象，例如雷击、故障、开关操作等，这些都会导致输电线路和设备的电压突变，从而产生潜供电流。
为了解决过电压潜供电流问题，需要采取一些措施。
可以采用适当的绝缘措施，如增加设备的绝缘等级，保证电气设备能够承受额外的潜供电流。
可以采用过压保护装置，及时检测输电线路和设备的过电压情况，并采取措施进行保护，避免潜供电流对设备造成损坏。
对于容易产生过电压的设备，可以采用隔离开关等装置，将其与输电线路隔离，减少对电力系统的影响。
无功补偿也是解决高压输电系统过电压问题的重要方法之一。
无功补偿主要是通过调节电力系统的无功功率，降低系统的电压水平，减少或消除过电压现象的发生。
无功补偿有静态无功补偿和动态无功补偿两种方式。
常用的无功补偿设备有电容器和电抗器。
在高压输电系统中，可以根据实际的电压和无功功率情况，合理配置无功补偿设备，改善系统的功率因数，减少电压波动，提高电力系统的稳定性。
需要注意的是，在配置无功补偿设备时，应充分考虑电力系统的特点和需求。
应根据实际的无功功率需求，选择适当的容量，以充分发挥无功补偿设备的效果。
还需要进行合理的运行控制，根据电网的负荷情况动态调节无功补偿设备的投入和退出，以保证系统的正常运行和稳定性。
高压输电系统中的过电压潜供电流和无功补偿问题是非常重要的，对电力系统的可靠性和安全性具有重要影响。
通过合理配置无功补偿设备和采取有效的保护措施，可以有效地解决过电压潜供电流问题，提高电力系统的稳定性和可靠性。
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿高压输电系统是电能输送的关键组成部分，它承载着从发电厂到用户端的电能传输任务。
高压输电系统在运行过程中会面临各种各样的问题，其中之一就是过电压潜供电流和无功补偿的问题。
本文将就这两个问题展开探讨。
在高压输电系统中，过电压潜供电流是一种常见的问题。
过电压指的是在电力系统中某一点的电压超过了正常运行范围，造成电力设备的过电压运行。
而潜供电流是在过电压条件下，由于绝缘破坏、电介质击穿等原因导致绝缘系统中的电流。
过电压潜供电流的出现不仅会影响电力系统的正常运行，还可能对设备造成损坏，甚至引发事故。
过电压潜供电流的产生原因主要有以下几点：1. 天气条件对绝缘的影响：如雷电、湿气等天气条件对绝缘的影响导致绝缘破坏。
2. 设备运行状态的改变：设备运行状态的改变可能导致系统电压的波动，进而产生过电压。
3. 突发事件引起的系统冲击：如短路、开关操作等突发事件可能对系统产生冲击，引起过电压。
过电压潜供电流的存在对高压输电系统的影响主要有三个方面：1. 影响系统的稳定性：过电压潜供电流会导致系统电压波动，影响系统的稳定性，甚至引发系统的不稳定运行。
2. 危害设备安全：过电压潜供电流会对设备的绝缘系统产生损害，加速设备老化，甚至导致设备的故障。
3. 增加系统运行成本：过电压潜供电流的存在会增加系统的运行成本，包括设备维护成本、能源消耗成本等。
二、高压输电系统无功补偿的问题在高压输电系统中，无功功率是电力系统中的一种特殊类型的功率，它不会进行有用的功率转换，却需要占用设备容量。
无功功率会增加输电线路、变压器和发电机等设备的负载，造成系统的压降，并且给电力系统带来无力电流，甚至降低系统的稳定性。
无功补偿是为了纠正电力系统中的无功功率而采取的补偿措施，主要有静态无功补偿装置和动态无功补偿装置两种。
静态无功补偿装置主要采用电容器、电感器等元件组成的无功电源，通过控制电容器和电感器的通断来实现对系统无功功率的补偿。
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
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)
基于ATP_EMTP的特高压交流输电线路潜供电流仿真分析
（ R' + jwL' ） jwC' 为导线的传播系数。 式中 γ = 槡 由式（ 3 ） 、 （ 4 ） 可以得出如下结论： （ 1 ） 由电容引起的静电感应电压分量沿线分布 是一个常数， 与故障点位置无关。 （ 2 ） 由电容关系引起的潜供电流静电分量 I xC 的 沿线分布也几乎是常数。 （ 3 ） 由电感关系引起的恢复电压、 电磁感应分量 是以线路的中点为中心、 呈左右对称分布， 大小相等 方向相反， 如图 2 、 3 所示。 （ 4 ） 潜供电流电磁分量与故障点的位置密切相关。 当故障点出现在线路最左端时， 电流的方向是由大地流 向线路， 其潜供电流最大； 当故障点在线路最右端时， 电 流的方向是由线路流向大地， 其值与前者相同。
·
L（ C0 + 2 C12 ） 槡
潜供电弧的熄灭时间 潜供电弧在空气中燃烧， 只能靠风力以及电弧燃 烧产生的热气流拉弧， 因此熄弧的外界力量不大， 熄 灭时间主要与电流大小有关。 由于外界条件的复杂 性， 不存在精确的潜供电弧模型， 只能根据试验及运 行经验得到经验公式。 前苏联电力科学研究院根据 500 kV 线路的试验结果， 总结出了潜供电弧熄灭时 间 t、 电流大小 I 之间的经验公式［1］。 t = 0. 25 （ 0. 1 I + 0. 1 ） （ 5） 由式（ 5 ） 可得， 当 I = 20 A 时， t = 0. 75 s。 试验研究结果表明， 当风速为 1. 5 ～ 2. 5 m / s 时， 未经补偿的潜供电弧熄弧时间（ 按照 90% 的概率统 计） 可参考表 1 中的数据， 表中潜供电流数值是指潜 供电流基波工频分量有效值。
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
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿在高压输电系统中，过电压问题一直是一个存在的问题。
过电压是指电压超过了正常电压的一定范围，超过这个范围就会对设备和系统造成损害，使运行不稳定。
过电压产生的原因很多，如闪电、开合闸操作和电力负荷变化等。
这些原因导致的过电压都会产生一些不良影响，如短路事故、设备损坏、电能损耗增加和系统发生振荡等。
为了解决高压输电系统中的过电压问题，需要采取一些措施来对系统进行调控，其中最常见的方法是进行无功补偿。
无功补偿是通过增加或减少无功电流来改变电网中的无功功率，从而使系统的功率因数达到合理的值，避免过电压的产生。
过电压潜供电流是指在一个受到过电压冲击的高压输电线路或变电站中，与电网中的感性无功电流相比可以引起远端供电系统电压变化的电流。
过电压潜供电流是由于高压输电线路或变电站中存在的电容导致的。
当系统中发生故障或电力变化时，电容会在短时间内储存或释放电能，引起电压冲击。
过电压潜供电流的大小与电容值和电压冲击时长有关。
为了降低过电压潜供电流的影响，可以通过无功补偿来改变电网中的电容值。
在过电压冲击时，如果电网中存在足够的无功电流来抵消电容的影响，那么电压冲击就可以得到一定程度的抑制，从而避免了过电压潜供电流的产生。
无功补偿可以分为静态和动态两种方式。
静态无功补偿是通过在电网中增加或减少一定量的无功电流，来改变系统中的功率因数和电容值，从而达到无功补偿的目的。
静态无功补偿的主要设备有电容补偿器、电抗补偿器和电力电子器件。
动态无功补偿可以根据系统负荷变化进行自动调整，使系统中的无功功率保持稳定。
动态无功补偿的主要设备有电力电子补偿器和柔性交流输电系统。
总之，过电压是高压输电系统中需要处理的一项重要问题。
采取无功补偿措施可以有效地解决这个问题，提升系统的稳定性和可靠性。
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.。
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿高压输电系统是现代电力系统中非常重要的一环，它承担着将发电厂产生的电能，通过变压器升压后输送到各个电力用户的重要任务。
在输电过程中，由于各种原因，会出现过电压和无功功率的问题，这些问题严重影响了电网的稳定性和安全性。
针对高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿的问题进行研究和解决具有重要的意义。
我们来看看高压输电系统过电压潜供电流的问题。
过电压是指系统中电压超过额定值的电压现象，其产生原因主要有电网并网运行时的短路、大电眼（或其它负荷）的突然消失以及大负荷突然接入等情况。
过电压会影响高压输电线路的绝缘性能，增加设备的电气应力，导致设备的寿命缩短。
同时过电压还会对系统中的保护装置产生错误动作，使得系统运行不稳定。
而潜供电流是指在绝缘故障时，电系统中并不存在明显跨相故障，但因其它原因（如电压势差、电压梯度等）而使线路上出现的电流。
潜供电流会导致系统的安全运行受到威胁。
针对高压输电系统过电压潜供电流的问题，可以采取一些措施进行防范。
可以采取合理的系统设计措施，如合理地设置在线路的绝缘子串电阻，提高线路的绝缘水平；在系统的运行管理中，需要严格执行各项操作规程，并对系统进行严格的检查和测试，以确保系统的运行安全性。
接下来，我们来谈谈高压输电系统的无功补偿问题。
无功功率是指在电力系统中，电压和电流之间的相位差，是指电力系统的感性或容性负荷。
无功功率过大会导致电网中电压下降，甚至使得设备运行不稳定。
需要对无功功率进行补偿，以维持电网的正常运行。
目前，常见的无功功率补偿装置主要有静态无功功率补偿装置和动态无功功率补偿装置。
静态无功功率补偿装置是通过电容器或电感器与电力系统并联或串联来调整系统的无功功率，它具有快速响应、调节精度高的特点。
而动态无功功率补偿装置则是利用电子器件（如晶闸管或GTO等）来调整电力系统的无功功率，它在响应速度和动态性能上具有优势。
在实际的高压输电系统中，需要根据系统的具体工况和负荷需求来选择合适的无功功率补偿装置，以保障系统的稳定运行。
特高压线路潜供电流的仿真计算
特高压线路潜供电流的仿真计算一、特高压线路潜供电流的仿真计算特高压（Ultra-High voltage, UHV）线路是指电压等级在1000kV及以上的电力输电线路，它具有传输容量大、传输距离远、占地面积少、投资少、节能效益高、抗干扰性强等优点，正逐步成为当今世界新一代电力输电系统的主要构成部分。
然而，在特高压线路中，由于其高抗潮湿度、低电压特性，存在很多潜在的风险，其中最大的风险来自于潜供电流，由于潜供电流的特殊性，使得传统的理论计算方法无法有效计算出潜供电流的大小，因此，必须采用仿真计算的方式来准确计算潜供电流的大小，从而有效地控制风险。
1.仿真计算的基础特高压线路潜供电流的仿真计算，需要建立适合于特高压线路的潜供电流仿真模型，并将遥测系统中的实际数据映射到仿真模型中，从而精确表征交流线路的潜供电流和电压特性。
具体来说，需要建立完整的特高压线路支路仿真模型，其中包括导线、变压器、隔离开关、断路器、母线、充电电容器、地线、悬垂线等各种电气元件，并在模型中建立改变的故障及操作情况，如发生雷击、接地故障等，从而模拟系统中的电压和电流状态，并计算潜供电流的大小。
2.仿真计算工具特高压线路潜供电流的仿真计算，需要采用专业的电力仿真软件，例如PSCAD、ETAP 等，这些软件支持横向多频带仿真，可以模拟特高压线路的特殊特性，比如：电磁谐振、电流滞后、潜电动力效应、瞬变等，结合实际系统的参数，可以准确计算出特高压线路的潜供电流。
3.仿真计算过程特高压线路潜供电流的仿真计算，需要从原始数据、线路拓扑图、模型仿真及结果分析等几个步骤。
首先，根据实际系统的参数，把系统中的每根电缆、变压器、隔离开关、断路器、母线、充电电容器、地线等电气元件转换成数字模型，并建立完整的仿真模型。
然后，设置仿真参数，如时间步长、计算时长、分析频率等，开始仿真计算。
最后，结合实际系统的参数，解析仿真计算的结果，最终得出特高压线路的潜供电流大小。
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]。
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿
高压输电系统过电压潜供电流和无功补偿高压输电系统是指电压等级在110千伏及以上的输电线路系统。
在这样的电力系统中，由于各种原因（如雷击、负荷突变等），会产生过电压现象，即电压超过额定值。
过电压会对电力设备和输电系统造成损害，甚至引发火灾等严重事故。
需要对高压输电系统进行过电压潜供电流的研究和无功补偿。
过电压潜供电流是指在过电压条件下，由于系统参数导致的潜在电流。
当电压超过设备的额定电压时，设备会出现击穿现象，形成潜供电流。
过电压潜供电流对电力设备和线路有一定的影响，可能导致设备的损坏和线路的故障。
需要对过电压潜供电流进行研究，以提高系统的稳定性和可靠性。
无功补偿是指在高压输电系统中，通过各种电力电子器件或传统的电容器或电感器件对无功功率进行补偿。
无功功率是指交流电路中无功元件（电容和电感）消耗或产生的功率。
在高压输电系统中，无功功率会导致线路的电压波动，甚至引发电压不稳定，影响电力设备的正常运行。
通过无功补偿可以提高系统的功率因数，减小电压波动，提高系统的稳定性和可靠性。
过电压潜供电流和无功补偿是高压输电系统中重要的研究内容。
通过对过电压潜供电流的研究，可以提前识别过电压问题，并采取相应的措施来保护设备和线路。
通过无功补偿可以减小电压波动，提高系统的稳定性。
这对于保障电力系统的正常运行和提高电力系统的效率都具有重要意义。
在过电压潜供电流和无功补偿的研究中，需要对系统参数、设备特性、电压波形等进行充分的分析和实验研究。
通过理论分析和实验验证，可以得到准确的结果和结论，并提出相应的改进和措施。
还需要对相关的电力设备和器件进行研发和改进，以提高其性能和可靠性。
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。
潜供电流的概念
潜供电流的概念
潜供电流是电子产品设计和研发过程中最重要的指标之一。
它是关于外部电源的输入的伏安值，指的是产品在伏安和温度因素的作用下，产品内部静态消耗电流的量级。
在制作电子产品过程中，需要考虑受供电电压影响的电流。
潜供电流是电子设备关键参数，必须特别注意。
因为它不仅影响产品功耗效率，还可能影响对设备稳定性的考虑，而且影响可靠性的量级更大。
潜供电流的测试指标有三个主要部分，一是温度测试。
当温度发生变化时，设备的潜供电流会发生变化，因此需要在多种温度下进行测试，以了解设备的潜供电流变化趋势。
二是电压测试。
潜供电流随电压变化而变化，因此对于低电压或低伏安条件下，也需要做相应的测试。
三是供电时间测试。
潜供电流出现变量，当供电时间延长时，会有意想不到的结果。
正确检测和分析潜供电流有助于产品的设计，也可以帮助企业制定电子设备改进方案，改善其可靠性和功耗性能。
然而，实际测试过程中不可避免地会有一些错误，因此在潜供电流检测过程中，实验结果必须及时做出解释，以减少设计和测试方面出现的差错。
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 。