潛供電流綜述

1、高壓輸電線路潛供電流及單相自動(dòng)重合閘xxxxxxxSecondary Arc Current and Recovery Current in High-Voltage Transmission Lines and Single-Phase Auto ReclosurexxxxxxxxABSTRACT: This article introduced the generation mechanism and the characteristics of secondary arc current based on several key time points during the fault.

2、 Then the paper built a mathematical model for measuring secondary current and recovery voltage by using distributed parameter circuit. Based on aforesaid analysis, this paper then introduced factors that influence secondary arc current and recovery voltage, and two main suppression methods were als

3、o analyzed. Reclosure operation is necessary after the single-phase earth fault and thus, comparisons were made between two reclosure plans, namely, fixed-time-delay based reclosure plan and adaptive-secondary-arc-extinction based reclosure plan, the algorithm of the later was given.KEY WORDS: Singl

4、e-phase earth fault, secondary arc current, recovery voltage, single-phase auto-reclosure摘要:本文首先以故障發(fā)生的重要時(shí)刻為量度介紹了潛供電流的產(chǎn)生機(jī)理及特性，接著通過建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型，在分布參數(shù)電路基礎(chǔ)上定量分析了潛供電流與恢復(fù)電壓的計(jì)算方法。并在此基礎(chǔ)上分析了影響潛供電流與恢復(fù)電壓的因素，對(duì)主要的兩種潛供電流抑制措施進(jìn)行了介紹與分析。單相接地故障后需對(duì)線路進(jìn)行重合閘操作，比較了基于固定重合閘時(shí)間的單相重合閘方案和基于自適應(yīng)熄弧時(shí)間的單相重合閘方案，并對(duì)后者的算法進(jìn)行了梳理。關(guān)鍵字: 單相接地故障，潛供

5、電流，恢復(fù)電壓，單相自動(dòng)重合閘0 引言自20世紀(jì)7090年代國(guó)內(nèi)外開展特高壓輸電技術(shù)研究以來，輸電線路故障一直是人們關(guān)注的重要問題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在超(特)高壓輸電線路中，由于相間距離大，500kV線路故障中90%以上是單相接地故障。隨著電壓等級(jí)的升高，線路間的空間距離也越大，因此，對(duì)于特高壓輸電線路來說多相故障的發(fā)生率減小，而單相故障的發(fā)生率增加1-2。另外，特高壓輸電線路的桿塔較高壓來說增高很多，線路上工作電壓幅值很大，易由線路上產(chǎn)生向上先導(dǎo)，這些因素會(huì)使避雷線屏蔽性能變差，引發(fā)瞬時(shí)性故障。因此，對(duì)于特高壓輸電線路來說，單相瞬時(shí)性故障發(fā)生的幾率相對(duì)來說更大。由于單相接地故障中，大部分為瞬時(shí)性

6、故障，因此多采用單相自動(dòng)重合閘來消除故障。使用單相自動(dòng)重合閘的目的是為了在瞬時(shí)性故障消除后使線路重新投入運(yùn)行，從而盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)3。線路出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，在健全相上產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓為單相接地故障過電壓，它是操作過電壓的一種，也稱為短路過電壓4當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障，線路兩端故障相的斷路器相繼跳開后，由于相間耦合作用的存在，故障點(diǎn)處仍會(huì)流過一定的電流，即為潛供電流，此時(shí)弧道上仍有小能量的電弧繼續(xù)燃燒，使短路時(shí)弧光通道的去游離受到嚴(yán)重阻礙，而單相自動(dòng)重合閘只有在故障點(diǎn)電弧熄滅且絕緣強(qiáng)度恢復(fù)以后才有可能重合成功由于超高壓特高壓系統(tǒng)電壓高，線路長(zhǎng)，相間電容耦合強(qiáng),使得電弧燃燒時(shí)間也較長(zhǎng)，

7、直接影響了特高壓線路單相重合閘的無電流間歇時(shí)間，大大降低了單相自動(dòng)重合閘的成功率。2 潛供電流與恢復(fù)電壓的模型及等效電路2.1 潛供電流與恢復(fù)電壓的機(jī)理及特性對(duì)于潛供電弧的研究，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開展了諸多研究，主要集中在兩個(gè)方面，一是潛供電弧的產(chǎn)生、熄滅、重燃以及影響因素等5-7；二是與電力系統(tǒng)交互作用，其中主要研究線路參數(shù)對(duì)電流、弧道恢復(fù)電壓、燃弧時(shí)間的影響8。潛供電流是單相重合閘過程中產(chǎn)生的一種電磁暫態(tài)現(xiàn)象。其產(chǎn)生機(jī)理如圖1所示。當(dāng)線路發(fā)生單相(C相)接地故障，故障相兩端斷路器跳閘后，電源和系統(tǒng)從兩邊向故障點(diǎn)提供的短路電流被切斷，非故障相(A、B相)仍在運(yùn)行，且保持工作電壓。由于相間電容C12和

8、相間互感M的作用,使得故障點(diǎn)處產(chǎn)生了由電容分量和電感分量?jī)刹糠纸M成的潛供電流。電容分量即是指非故障相的電壓通過相間電容C12向故障點(diǎn)提供的電流，在大部分無補(bǔ)償情況下起主要作用；而正常相上的負(fù)載電流經(jīng)相間互感在故障相上感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)EM這個(gè)電動(dòng)勢(shì)通過相對(duì)地電容C0及并聯(lián)高抗形成的回路，向故障點(diǎn)提供電流，即為潛供電流的電感分量。當(dāng)潛供電流熄滅后，同樣由于相間電容和互感的作用，在原弧道間出現(xiàn)恢復(fù)電壓，這就增加了故障點(diǎn)自動(dòng)熄滅的困難，以致單相重合閘失敗。潛供電弧零休階段的特性決定了電弧的熄滅與重燃，這一過程中，弧道恢復(fù)電壓的上升率起著至關(guān)重要的作用9。圖1 單相接地故障Fig.1 Principle o

9、f secondary arc current2.2 單相接地故障等效電路為建立潛供電流與恢復(fù)電壓的數(shù)學(xué)模型，我們可將發(fā)生單相接地故障后潛供電流與恢復(fù)電壓的產(chǎn)生按時(shí)間順序分為以下四個(gè)階段：(1) 第一階段：正常運(yùn)行輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，輸電系統(tǒng)保持穩(wěn)定平衡，各電流量、電壓量無自由分量。圖2第一階段Fig.1 Stage 1(2) 第二階段：?jiǎn)蜗嘟拥毓收习l(fā)生假設(shè)A相在t0時(shí)刻發(fā)生接地故障，則電路拓?fù)淠Ｐ涂捎脠D表示。R1為短路電弧電阻。輸電線路首端、末端、故障點(diǎn)處的電壓可以通過態(tài)方程求解得到。短路電流主要取決于故障相自身回路的阻抗， 健全相則由于相間阻抗很大而影響甚微。另外，電路中各元件電流、電壓的

10、衰減系數(shù)及振蕩頻率主要由故障點(diǎn)位置與短路電弧電阻 R1決定；電路中各儲(chǔ)能元件初始值則由故障發(fā)生時(shí)刻決定。故障后，電路各狀態(tài)量的自由分量經(jīng)過衰減后形成新的穩(wěn)定狀態(tài)。圖3第二階段Fig.3 Stage 2(3) 第三階段：潛供電弧產(chǎn)生，接地故障切除單相接地故障發(fā)生后，輸電線路上首先產(chǎn)生短路電流，隨后線路兩端的斷路器受到跳閘信號(hào)后開始動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)分閘切除故障后，短路電流過零，短路電弧熄滅后，故障點(diǎn)隨即形成潛供電弧。其潛供電流的自由分量主要由潛供電弧電阻與故障發(fā)生的位置決定；強(qiáng)制分量則由相間阻抗決定，即取決于并聯(lián)電抗補(bǔ)償度及中性點(diǎn)小電抗。該階段的電路狀態(tài)仍然會(huì)在經(jīng)過自由分量衰減后形成新的穩(wěn)定狀態(tài)。等效電

11、路如圖3所示，R2為潛供電弧電阻。圖4第三階段Fig.4 Stage 3(4) 第四階段：潛供電流電弧熄滅潛供電弧過零熄滅后，恢復(fù)電壓迅速起始。在此階段，對(duì)于不同故障點(diǎn)和不同潛供電流過零時(shí)刻，潛供電弧恢復(fù)電壓各自由分量的系數(shù)也不同。實(shí)際上，輸電線路多為欠補(bǔ)償， 其相間阻抗呈容性且遠(yuǎn)大于潛供電弧電阻。因此，在潛供電弧過零熄弧時(shí)，相間電容電壓為峰值，相間電感電流則為0。圖5第四階段Fig.5 Stage 42.3 潛供電流與恢復(fù)電壓的計(jì)算為了分析潛供電流與恢復(fù)電壓的影響因素，對(duì)單相接地故障切除故障后的電路進(jìn)行建模并計(jì)算。由上文知，潛供電流產(chǎn)生的原因是，故障相電源雖被切斷，但由于非故障相仍帶電運(yùn)行，

12、它通過相間電容仍對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行供電，這一部分電流稱為電容分量；由于相間互感的影響, 故障相上將被感應(yīng)出一個(gè)電勢(shì)，在此電勢(shì)作用下，通過故障點(diǎn)及相對(duì)地電容形成一個(gè)環(huán)流，該部分電流稱作電感分量。目前, 國(guó)內(nèi)外對(duì)潛供電弧參數(shù)的計(jì)算多采用集中參數(shù)電路的觀點(diǎn)和理論分析處理。由于其計(jì)算方法簡(jiǎn)單、物理概念清楚并能包括線路兩側(cè)系統(tǒng)狀態(tài)的影響, 因而對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)或者中短距離輸電線的計(jì)算具有一定的實(shí)用價(jià)值。而電力系統(tǒng)中，遠(yuǎn)距離的高壓電力傳輸線是典型的分布參數(shù)電路, 在50 Hz工頻情況下, 電流、電壓其波長(zhǎng)雖為6000 km, 但遠(yuǎn)距離輸電線長(zhǎng)度達(dá)幾百甚至幾千千米, 已可與波長(zhǎng)相比。故采用分布參數(shù)電路模型推導(dǎo)潛供電弧的

13、參數(shù)。本文計(jì)算潛供電流所用參數(shù)為：L為每相導(dǎo)線的自感系數(shù)，M為相間互感系數(shù)，C0為每相導(dǎo)線的對(duì)地電容（以單位長(zhǎng)度計(jì)算），C為相間電容（以單位長(zhǎng)度計(jì)算）。如圖6所示, 設(shè)故障發(fā)生在C相上，C相兩端斷路器 BC 和BC 已被斷開, 短路電流被切除, 故障相中的電壓和電流分別為U和I；A和B兩相仍在運(yùn)行，其上的電壓分別為UA 和UB, 其中的電流分別為IA和IB。為簡(jiǎn)化計(jì)算，本文作出以下三點(diǎn)假設(shè)：(1)忽略非故障相對(duì)地電容；(2)忽略故障相的沿線電阻；(3)略去全部對(duì)地有功泄露10。根據(jù)以上條件，可寫出下列表達(dá)故障相電壓U和電流I的分布情況的傳輸線方程式：圖6潛供電流基本參數(shù)圖Fig.6 Basic

14、 parameters of secondary arc current 式中，l為線路長(zhǎng)度，單位為km; 為314。為簡(jiǎn)化公式，令(1)中的； 。對(duì)(1)式第一式對(duì)l求偏微分，考慮到本節(jié)主要目的是求解潛供電弧參數(shù)，電弧的熄滅速度與弧中電流的關(guān)系在一定誤差范圍內(nèi)影響不顯著，因此忽略IA+B的沿線變化，即 ，聯(lián)立(1)中第二式，可解得U和I的表達(dá)式。令，則： 其中， 由邊界條件求解得到常數(shù)A1和A2，代入上式中可得到： 以上兩式為決定故障相上電壓電流分布的基本方程式，U和I求法如下： 將線路分成兩部分，0-x 和x-l。通過對(duì)兩隊(duì)分別計(jì)算得到： 其次，再求故障相上的電流分布。這里將接地電阻略去不

15、計(jì)，即設(shè)電弧弧道電阻為零，短路點(diǎn)的電位與大地相同，即在處：Ux=0。同樣將線路自x處分為前后兩, 0-x和x-l。根據(jù)兩段的邊界條件, 分別解得0-x這一段上的Ix和x-l這一段上的Ix，兩電流疊加，得到x處的潛供電流為： 結(jié)合及的表達(dá)式以及反三角函數(shù)的相關(guān)特性，可以得到潛供電弧參數(shù)的一般性規(guī)律：(1)由電容關(guān)系引起的恢復(fù)電壓分量UxC沿輸電線路的分布為常數(shù)，與故障點(diǎn)的位置無關(guān)。在物理意義上可以解釋為它是由于相間電容與對(duì)地電容之間的分壓關(guān)系引起的分量，其值與C和C0有關(guān)，即與線路的結(jié)構(gòu)（線間距、分裂情況及排列換位等）和長(zhǎng)度有關(guān)，而與故障點(diǎn)位置無關(guān)。(2)由互感引起的恢復(fù)電壓分量UxL和潛供電流

16、分量IxL不僅與線路參數(shù)M，L和C0有關(guān)，而且還與線路的電流(或輸送潮流)及故障點(diǎn)位置密切相關(guān)，均以線路中點(diǎn)為原點(diǎn)，左右對(duì)稱，大小相等而符號(hào)相反。當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生在線路的首端時(shí)，潛供電流的方向由大地流向線路，潛供電流的互感分量IxL與電容分量IxC相加，其值最大；當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生在線路的末端時(shí)，方向由線路流向大地，互感分量IxL與電容分量IxC相減，數(shù)值略低于首端。若故障發(fā)生在線路中部，由于對(duì)稱關(guān)系，潛供電流互感分量的前后兩部分相抵消，此時(shí)具有最小的互感分量電流。若線路兩端電壓相等的話互感分量電流近于零。(3)由電容關(guān)系引起的潛供電流分量IxC與線長(zhǎng)基本上呈線性關(guān)系，隨線路長(zhǎng)度的增加成正比例增大，這是

17、因?yàn)樵跓o補(bǔ)償線路的潛供電流中，由非故障相相間電容混合而產(chǎn)生的電容分量占主要部分，而它基本上隨線路長(zhǎng)度增加成正比增加。因此，潛供電流的總量與線路長(zhǎng)度的關(guān)系呈線性(一次方)關(guān)系，潮流大時(shí)更明顯。圖中IxC代表仍處于工作狀態(tài)的A,B兩相經(jīng)過相間電容，經(jīng)由C相接地弧道流入。(4)另外，潛供電弧參數(shù)是其電容和互感分量?jī)烧叩氖噶亢?電容分量的大小取決于線路的相間電容以及兩相運(yùn)行時(shí)非故障相的實(shí)際運(yùn)行電壓,而互感分量的大小則取決于線路的相間互感以及兩相運(yùn)行時(shí)非故障相的實(shí)際電流。潛供電弧參數(shù)不僅取決于線路本身的固有參數(shù)和故障點(diǎn)的位置,而且與線路的運(yùn)行參數(shù),即單相重合期間兩相運(yùn)行時(shí)非故障相電流電壓的分布有關(guān)，沿線

18、(非故障相)各點(diǎn)的電壓和電流隨故障點(diǎn)的位置變化,而且電壓和電流在數(shù)值上和相角上也都在變化11。2.4 潛供電流與恢復(fù)電壓的影響因素潛供電弧的動(dòng)態(tài)物理過程與很多因素密切相關(guān)，集中體現(xiàn)為2大類，即確定性因素與非確定性因素：確定性因素主要包括線路長(zhǎng)度、電壓等級(jí)、并聯(lián)電抗器位置及其補(bǔ)償度(或快速接地開關(guān))、桿塔結(jié)構(gòu)等；非確定性因素主要包括故障位置、短路電弧電流大小及其持續(xù)時(shí)間、風(fēng)速大小與方向、弧道恢復(fù)電壓等。其中，線路長(zhǎng)度、電壓等級(jí)等因素通過影響潛供電流值、恢復(fù)電壓及其上升率的大小從電氣上間接影響潛供電弧的物理特性；而風(fēng)速、風(fēng)向、短路電弧等因素通過作用于弧道而直接影響潛供電弧的發(fā)展與重燃特性12。另外

19、，隨著電壓等級(jí)的提高,潛供電流對(duì)系統(tǒng)的危害越來越明顯,線路傳輸功率是影響潛供電流的重要因素之一。在不同的傳輸功率下,隨著故障點(diǎn)位置的改變，潛供電流的變化趨勢(shì)也有所不同。當(dāng)故障點(diǎn)靠近線路首端或末端時(shí), 潛供電流隨傳輸功率的增大而變大；當(dāng)線路處于輕載狀態(tài)，故障點(diǎn)在線路中間部分時(shí)，潛供電流相對(duì)大些 , 但隨著故障點(diǎn)位置的改變,潛供電流的大小變化并不大；而當(dāng)線路輸送功率較大時(shí),線路首末兩端發(fā)生故障的情況下潛供電流較大,需采取安裝限流器等的方式加以抑制13。2.5 潛供電流與恢復(fù)電壓的抑制措施目前，在實(shí)際運(yùn)行中,裝設(shè)高抗和中性點(diǎn)小電抗或高速接地開關(guān)(high speed grounding switch

20、, HSGS)是限制 潛供電流和恢復(fù)電壓的兩個(gè)主要措施。我國(guó)500kV線路上采用高抗和中性點(diǎn)小電抗來限制潛供電流和恢復(fù)電壓的方法已有豐富 的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)晉南荊特高壓試驗(yàn)示范工程和前蘇聯(lián)特高壓線路上均采用了此方法。 但中性點(diǎn)小電抗對(duì)于不換位線路潛供電流的限制、同塔雙回線路雙回兩相(同名相或異名相)故障時(shí)潛供電流的限制效果較差。針對(duì)后者，國(guó)內(nèi)有學(xué)者提出了新的小電抗接線方式，將兩回中性點(diǎn)小電抗連接后再通過一個(gè)小電抗接地，以此方法補(bǔ)償兩回線間的電容耦合。該方法需要同時(shí) 選擇6個(gè)小電抗值，工作量較大，而且還沒有在實(shí)際運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)外有一些關(guān)于HSGS的研究，不過研究中所考慮的因素(如換位、故障方式)不

21、夠全面。韓國(guó)的一條765kV線路上采用了高速接 地 開關(guān)來抑制潛供電流和恢復(fù)電壓，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明效果良好。日本曾計(jì)劃在其國(guó)內(nèi)的1000kV線路中使用高速接地開關(guān)，但這些線路均為不換位線路，對(duì)于經(jīng)過換位的線路，高速接地開關(guān)能否適用還需作進(jìn)一步研究。我國(guó)也開展了一些關(guān)于高速接地開關(guān)抑制潛供電弧的研究14。2.5.1 中性點(diǎn)并聯(lián)小電抗下面以同塔雙回線路為例，介紹中性點(diǎn)小電抗的選取及計(jì)算方式。首先確定線路參數(shù):Xp為并聯(lián)高抗，Xm為高抗并聯(lián)電抗，Xn為中性點(diǎn)小電抗，Xh為相間互電抗，Xg為相對(duì)地電抗，Xi為回間互電抗，Ci為回間電容，Ch為相間電容，Cg為相對(duì)地電容參數(shù)間補(bǔ)償關(guān)系為，Xh用于補(bǔ)償Ch；X

22、i用于補(bǔ)償Ci ，Xg用于補(bǔ)償Cg。由電路相關(guān)知識(shí)可求出： 設(shè)k為并聯(lián)電抗器的補(bǔ)償度，Bg, Bh和Bi分別為線路的對(duì)地、相間和線間電納，Bg=Cg ，Bh=Ch,，Bi =Ci。則XgBg =k，XhBh =k， XiBi =k 根據(jù)k值, 選擇合適的 Xg，Xh，Xi, 進(jìn)而可以求出 Xp，Xm, Xn， 使?jié)摴╇娀『突謴?fù)電壓限制在要求值以下，即： 圖7中性點(diǎn)小電抗補(bǔ)償電路接線圖Fig.7 Neutral reactor compensation scheme圖8等效電路Fig.8 Equivalent circuit圖9同塔雙回線路電容分布Fig.9 Capacitive suscept

23、ances of double-circuit lines2.5.2 快速接地開關(guān)HSGSHSGS 是熄滅潛供電弧的有效方法。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相兩側(cè)斷路器跳開以后，先合上故障線路兩側(cè)的HSGS，HSGS的投入可以使故障點(diǎn)的潛供電流轉(zhuǎn)移到兩側(cè)閉合的HSGS上，與故障點(diǎn)形成分流，減小了流過故障點(diǎn)的潛供電流，從而使電弧容易熄滅，然后再打開HSGS，利用開關(guān)的滅弧能力強(qiáng)行將電弧熄滅。文獻(xiàn)15指出，在特高壓線路中，HSGS 限制潛供電流的方法適用于不換位的線路。HSGS的接地電阻對(duì) HSGS 限制潛供電流效果的影響很大，一般要求小于 0.5 。加裝 HSGS前后，線路越長(zhǎng)，潛供電流和恢復(fù)電

24、壓的值越大， HSGS 只適用于短線路，一般要求小于 200 km。文獻(xiàn)16指出，線路加設(shè) HSGS 并采取合理的時(shí)序控制，可以有效限制同塔雙回輸電線路的潛供電流，減少潛供電弧燃弧時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)快速單相自動(dòng)重合閘。減小HSGS 接地電阻，有利于熄滅潛供電弧。3 單相自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施之一。重合閘時(shí)間的整定主要考慮以下因素: (1) 保護(hù)跳閘后故障點(diǎn)電弧熄滅時(shí)間； (2) 故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)時(shí)間；(3)考慮一定的時(shí)間裕度。保護(hù)跳閘后故障點(diǎn)電弧熄滅時(shí)間包括2部分：短路故障持續(xù)時(shí)間和短路故障消除后潛供電弧熄滅的時(shí)間。故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)時(shí)間是指，潛供電弧熄滅后，弧道的絕緣恢

25、復(fù)所需要的時(shí)間，如果弧道絕緣恢復(fù)時(shí)間過短，可能會(huì)導(dǎo)致線路重合時(shí)再次發(fā)生短路故障，影響單相重合閘的成功率。時(shí)間裕度的提出是考慮到，潛供電流的自滅時(shí)間和弧道的絕緣恢復(fù)時(shí)間不僅與潛供電流和恢復(fù)電壓的大小有關(guān)，還受風(fēng)速、風(fēng)向等氣候條件的影響，因此具有一定的隨機(jī)性。為保證重合閘具有較高的成功率，還要留有一定的裕度17。目前電力系統(tǒng)中廣泛采用的單相自動(dòng)重合閘通常都是盲目重合，即重合之前不進(jìn)行故障性質(zhì)的判別，且動(dòng)作時(shí)限也是固定值（預(yù)先整定）。傳統(tǒng)重合閘可能出現(xiàn)重合失敗。重合失敗會(huì)對(duì)系統(tǒng)和斷路器造成再一次的沖擊。文獻(xiàn)18提出了一種自適應(yīng)熄弧時(shí)刻的單相重合閘新方案。目前自適應(yīng)重合閘的研究集中在兩個(gè)方面: (1)

26、 故障性質(zhì)的判別，主要是永久性故障判別方法的研究; (2) 自適應(yīng)重合閘時(shí)間的研究，其主要是最佳重合時(shí)刻的確定，即利用故障前運(yùn)行狀態(tài)、故障類型及位置等計(jì)算最佳重合時(shí)刻，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.1固定重合閘時(shí)間存在的問題現(xiàn)有單相自動(dòng)重合閘的動(dòng)作時(shí)限是固定的，其整定考慮了故障點(diǎn)電弧熄滅及弧道介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)、斷路器的恢復(fù)時(shí)間、線路兩側(cè)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間等的影響。但故障點(diǎn)電弧熄滅時(shí)間主要與故障點(diǎn)風(fēng)速、濕度、電弧長(zhǎng)度、潛供電流值、線路長(zhǎng)度等因素有關(guān)。 在不同的條件下，故障點(diǎn)電弧熄滅時(shí)間差異明顯，導(dǎo)致重合閘時(shí)間的整定困難。采用固定的重合閘時(shí)間的重合閘存在以下兩個(gè)方面的問題。(1) 為了避免重合閘失敗，在輸

27、電線路上采取了多種措施來促使?jié)摴╇娏髂軌蛟诙虝r(shí)間內(nèi)自熄。因而輸電線路發(fā)生單相接地故障，兩側(cè)斷路器跳開故障相后，在大多數(shù)情況下故障點(diǎn)的電弧會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)熄滅。若采用固定時(shí)限實(shí)現(xiàn)重合閘，延長(zhǎng)了非全相運(yùn)行時(shí)間。(2) 當(dāng)輸電線路在某些惡劣天氣條件下發(fā)生單相接地故障時(shí)，兩側(cè)斷路器跳開故障相后，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)二次電弧不能夠熄滅。傳統(tǒng)重合閘經(jīng)固定延時(shí)重合，將會(huì)重合于二次電弧沒有熄滅或絕緣沒有恢復(fù)的輸電線路上， 再次對(duì)系統(tǒng)和斷路器造成沖擊，導(dǎo)致重合失敗。對(duì)于采用永久性故障判別的自在固定重合閘延時(shí)內(nèi)可能會(huì)將故障性質(zhì)判為永久性故障，閉鎖重合閘，喪失重合機(jī)會(huì)。3.2自適應(yīng)熄弧時(shí)刻的單相重合閘新方案從故障電弧的發(fā)展

28、過程來分析單相重合閘。成功重合時(shí)重合閘過程如圖10所示。 t1 時(shí)刻輸電線路發(fā)生單相接地故障，t1至t2時(shí)間段故障點(diǎn)流過短路電流， 在t2時(shí)刻線路兩端保護(hù)動(dòng)作跳開故障相斷路器，在t2至t3時(shí)間段，由于非故障相對(duì)故障相的電容耦合和電感耦合，存在潛供電流和二次電弧。隨著時(shí)間的推移，在t3 時(shí)刻二次電弧熄滅?？梢姡趩蜗嗵l后的非全相運(yùn)行過程中， 二次電弧需經(jīng)一定時(shí)間后才能熄滅。在惡劣的天氣等情況下，故障點(diǎn)將在很長(zhǎng)。新方案在兩側(cè)保護(hù)動(dòng)作跳開故障相斷路器后，利用一定數(shù)據(jù)窗的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次電弧熄滅判別。若判別結(jié)果為二次電弧未熄滅，進(jìn)一步判別延時(shí)是否到T1；若沒有到達(dá) T1，則利用下一時(shí)間窗數(shù)據(jù)進(jìn)行二次電弧

29、熄滅判別。依次循環(huán)，直至到達(dá)延時(shí)T1。在此過程中，若判別結(jié)果為二次電弧已熄滅，則經(jīng)延時(shí)T2重合故障相斷路器。算法流程圖見圖11。圖10 重合成功時(shí)重合過程Fig.10 Reclosing process under temporary faults圖11 自適應(yīng)熄弧時(shí)刻的單相重合閘流程圖Fig.11 Flow chart of adaptive reclosing time for single-phase reclosure scheme5. 參考文獻(xiàn)1 尹忠東，周麗霞，肖湘寧，等特高壓同桿雙回功率傳輸對(duì)潛供電流的影響J，高電壓技術(shù)，2009，35(4)：717-721YIN Zhongdo

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