关于超高压输电线路的潜供电流研究郝亚丽

关于超高压输电线路的潜供电流研究郝亚丽

郝亚丽赛波

（国网新疆电力公司检修公司新疆乌鲁木齐830000）

摘要：电力系统具有供应范围广、装载容量大、电压等级高等特点，因此要深入了解高压输电线路的潜供电流特性，找到相应的对策，确保高压输电线路能正常运作，从而保障供电安全。本文就超高压输电线路的潜供电流进行简单的阐述。

关键词：超高压；输电线路；潜供电流；研究

500kV电压等级的输电系统中性点一般采用直接接地方式。如果线路上发生瞬时性单相（假设为L1相）接地故障，便会形成电流回路，此时故障相将形成很大的短路电流，导致继电保护装置动作，断路器单相跳闸，位置由合变分；L1相的断路器经固定延时后重合，位置由分变合。

在断路器的L1相断开期间，非故障的L2和L3两相线路及相邻输电线路对故障线路L1相的静电耦合和电磁耦合作用，使得L1相会持续保持有短期的潜供电弧。潜供电弧使得短路回路的电弧通道去游离过程受到阻碍，降低了断路器顺利单相重合闸的成功率。因此，故障切除后潜供电弧的大小对于单相重合闸时间的选定和合闸的成功率有着关键影响。

1高压输电线路潜供电流的物理特性分析

1.1单相重合时间分析

对于单向重合，其时长设置得越短，就越利于维持系统的稳定性。在一定储存条件内，如果重合时长缩短，那么能传输的功率就会加大。如果重合闸的时长大约在0..3～0.6s，那么属于快速重合；如果该时长为0.7～1s以上，那么属于慢速重合。根据运算可看出，在单回50kV的高压线路中，0.6s的单相快速重合能把线路传送功能提升约16%。而在双回或回路更为复杂的高压线路中，单相快速重合的重要性会减小。投入单相重合后，约0.02s时继电保护装置会停止工作，从而使断路器的线圈带电；0.0.4～0.06s后，线路两端断路器会进行分闸，主触头会断开，系统短路切除；0.02s后，断路器的分闸电阻断开，从而将系统和故障线路彻底分离；经0.2s，潜供电弧自动熄灭；0.04～0.06s后，潜供电弧的弧道结束游离状态；0.1s后，系统两端断路器会接收到闭闸讯号，线圈通电；0.2～0.25s后，断路器合闸，投入电阻；经0.2s，合闸电阻会完全退出，系统重新接收电流，回复到常规运行状态。

1.2潜供电流形成的物理过程分析

假如某线路发生单相接地故障，故障相两端断路器直接断开后，电源及由两侧流向故障点的电流被截断，此时因短路而产生的接地电弧应熄灭；在两端断路器完全重叠后，系统应回复正常状态。然而，导线间存在电容与电感，健全相电压会通过相间电容向故障点提供电容电流，且健全相内持续流过的电流会通过线间互感在故障相上感应出互感电势，经故障相对地电容向故障点提供互感电流，这些电流之和即是潜供电流。

2潜供电流的理论分析

潜供电流由电容分量和电感分量两部分组成，分别进行推导计算。

2.1电容分量

潜供电流的电容分量由静电耦合产生，分析电路如图1所示。

从图4c中可以看到线路上增加高压电抗器后，对于潜供电流的限制幅度很小。图4d中增加了带中性点小电抗器的高抗后，潜供电流几乎完全被补偿。这也验证了高压电抗器无法补偿相间电容，中性点小电抗器可以有效地补偿相间电容，限制潜供电流。

设故障发生在线路中间，分别计算线路长度为50~200km之间的潜供电流。由图5可以看出，随着线路长度的增大，潜供电流也随之增大，并且其大小与线路长度成正比关系。正如理论分析中，在电感分量被抵消的前提下，潜供电流大小（只剩下电容分量）与线路长度成正比。

4小结

根据理论和仿真计算，研究结论如下。

①潜供电流的电容分量与线路相间电容、线路运行电压以及线路的长度成正比，而与线路故障发生的位置和相对地电容没有关系。电感分量同故障发生的位置有关，单相故障位置距离线路两侧位置越近，电感分量越大；离中间位置越近，电感分量越小。②高压电抗器无法补偿相间电容，中性点小电抗器可以有效地补偿相间电容，限制潜供电流。

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