超高压串联补偿输电线路的潜供电流和恢复电压

第22卷第9期电　网　技　术Vol.22No.9

1998年9月PowerSystemTechnologySept.　1998

超高压串联补偿输电线路的潜供电流和恢复电压

牛晓民　王晓彤　施　围　王其平

西安交通大学电气工程学院,710049西安

SECONDARYARCCURRENTANDRECOVERYVOLTAGE

OFSERIESCOMPENSATEDEHVTRANSMISSIONLINE

NiuXiaomin　　WangXiaotong　　ShiWei　　WangQiping

Xi'anJiaotongUniversityXi'an,710049China

ABSTRACT　Thesecondaryarccurrentandrecoveryvolt-ageofseriescompensatedEHVtransmissionlinehavelowfrequencycomponentcomparingwiththoseoflinewithoutseriescompensation.Inthispaper,ananalysisofsimplifiedequivalentcircuitandanEMTPsimulationstudybasedona500kVtransmissionsystemarepresented.ThemechanismofbeatfrequencycharacteristicofEHVtransmissionlines,thesecondaryarccurrentandrecoveryvoltagelowfrequen-cycharacteristicofseriescompensatedlinesareexplained.Theinfluenceofarcresistorontheextinguishingofsec-ondaryarccurrentandonthesuccessratioofsingle-phase

reclosinginseriescompensatedlinesisanalysed.

KEYWORDS　Seriescompensation　Secondaryarccurrent　Recoveryvoltage

摘要　同无串补超高压输电线路相比,串补线路的潜供电流和恢复电压含有低频分量。文章通过对一500kV输电系统进行简化等值电路的分析,以及用EMTP进行仿真计算,阐述了超高压输电线路恢复电压的拍频特性及串补线路潜供电流和恢复电压低频特性的产生机理,分析了弧道电阻对串补线路潜供电流的自熄和单相重合闸成功率的影响。关键词　串联补偿　潜供电流　恢复电压

感应电流(即潜供电流或称二次电流)。为了限制超高压线路的潜供电流,对静电感应一般采用二次补偿的方法,即在线路并联电抗器中性点加装小电抗,以使等效相间电纳等于容纳,两者形成并联谐振,使潜供电流静电感应分量的回路阻抗为无穷大,以此来削弱静电感应分量。

在超高压输电系统中,串联补偿是提高系统稳定性的有力措施之一。本文通过对一500kV系统的潜供电流和恢复电压进行简化等值电路分析与EMTP仿真计算,分析串补线路中潜供电流的低频分量特性以及恢复电压的拍频特性和低频分量特性。

2　潜供电流

图1为一500kV系统。线路首末端并联电抗器采用二次补偿,线路首端单相接地时对线路采用集中参数模型,将潜供电流的电磁感应分量和故障相回路中的自由分量分别考虑。线路两端跳开后,不考虑相间耦合的无串补线路和有串补线路潜供电流的阻抗回路如图2所示。

利用拉氏变换,图2(a)所示回路的自然频率由方程式(1)的解决定。

受端

400km

jXp

MOA

MOV

jXn

jX2jX20

R2

～

R20

E2

1　前言

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,通过健全相的静电耦合(电容传递)和电磁耦合(互感传递),弧道中仍将流过一定的

jX1

～E1

jX10

jXpjXn

MOA

c

送端

500kV线路

图1　500kV系统接线图

Fig.1　Singlelinediagramofa500kVsystem

(:

10

R1

L1

PowerSystemTechnology

5

4

3

2

Vol.22No.9

　　　　s+a1s+a2s+a3s+a4s+a5=0

回路(b)的自然频率由方程(2)的解决定

L0

C0

(1)(2)

R0L0C0

　　s6+b1s5+b2s4+b3s3+b4s2+b6=0

方程(1)和(2)的解的形式为s= +j 0,弧道电

(a)R1

L1

C1

阻Rd是影响方程解的重要因素之一。由于潜供电弧与故障点、气象条件以及绝缘子链长度等因素有关[1,2],所以Rd的数值是在一定范围内随条件变化的、不确定的值,在不同的文献中Rd的取值不同。据

C0

R0L0

C0

L0

文[2]介绍,有的文献中取Rd=300 ,有的取Rd=0～1000 。文[3]中用式Rd=1050lj/I( )表示,其中在图1所示500kVlj为绝缘子链长度,I为电弧电流。

系统中的不同Rd下,方程(1)和(2)的解见表1和表2。

(b)

图2　计算潜供电流自然频率和衰减系数的等值电路Fig.2　Equivalentcircuitsforfreefrequencyanddecayfactorofsecondaryarccurrentstudy

表1　无串补线路潜供电流的自然频率和衰减系数

Table1　Thefreefrequencyanddecayfactorofsecondaryarccurrentwithoutseriescompensation

s= +j 0

s1s2s3s4,s5

25-1.7-9.6-21935.8-48.4±j961.2

50-2.1-15.4-10904.2-66.5±j961.9

弧道电阻/

100-2.4-27.8-5323.4-103.3±j966.8

250-2.5-68.8-1764.1-214.0±1018.8

500-2.6-183.7-467.2

-255.6±j1198.5

表2　有串补线路潜供电流的自然频率和衰减系数

Table2　Thefreefrequencyanddecayfactorofsecondary

arccurrentwithseriescompensation

s= +j 0

s1s2s3,s4s5,s6

25-3.3-21935.8-48.5±j969.2-3.9±j35.2

50-6.7-10904.2-66.7±j970.0-5.2±j34.7

弧道电阻/

100-14.8-5323.5-85.2±j802.6-7.5±j32.6

250-57.5-1766.1-213.7±j1028.0-6.2±j26.8

500-171.7-478.6

-253.4±j1205.7-3.8±j25.8

　　由拉氏反变换可知,潜供电流的时域解为指数衰减的非振荡电流和包络线为指数衰减的振荡电流的叠加。由表1可知,无串补线路除了其中一个非振荡电流的衰减系数较小而衰减较慢外,其它分量将在很短时间内衰减到很小的值。因此,无串补线路潜供电流主要是电磁感应的工频分量和一呈指数衰减的非振荡分量的叠加。

由表2可知,串补线路当弧道电阻较小时,有一衰减较慢的非振荡分量,该分量的衰减系数随弧道电阻的增加而迅 …… 此处隐藏：6091字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……