輸電線路潛供電弧及影響因素分析

華祖春

（國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司巫溪縣供電分公司，重慶405800）

輸電線路潛供電弧及影響因素分析

華祖春

（國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司巫溪縣供電分公司，重慶405800）

主要針對(duì)輸電線路潛供電弧及影響因素進(jìn)行分析。首先介紹了有關(guān)潛供電弧的基本概念及潛供電流特點(diǎn)；然后從理論的角度分析了特高壓同塔多回輸電線路的特點(diǎn)，同塔多回線路的特點(diǎn)均可能導(dǎo)致線路潛供電流增大，降低單相重合閘成功率；最后簡(jiǎn)單列舉了其他影響潛供電弧熄滅的因素。

潛供電??；特高壓；多回線路；故障點(diǎn)

引言

對(duì)于潛供電弧來(lái)說(shuō)，占主導(dǎo)地位的有兩個(gè)因素，第一個(gè)是潛供電流；第二個(gè)是恢復(fù)電壓。相對(duì)于第一個(gè)因素潛供電流來(lái)說(shuō)，它最后必定流過(guò)短路點(diǎn)，中間會(huì)經(jīng)過(guò)短路電流，而決定其電流的大小主要有以下幾個(gè)方面：線路參數(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行方式以及線路傳輸容量等。

1 潛供電弧的基本概念

短路電流的產(chǎn)生是在特定的情況之下，通常來(lái)講有兩個(gè)點(diǎn)，第一點(diǎn)是存于超高壓的輸電線路里；第二是發(fā)生瞬時(shí)性單相接地的故障。只有同時(shí)發(fā)生了以上兩點(diǎn)，此時(shí)產(chǎn)生的電流稱之為短路電流，與此同時(shí)，在短路電流發(fā)生故障的地方會(huì)有一種現(xiàn)象，電弧會(huì)發(fā)生燃燒，此時(shí)的電弧被稱之為次電弧。相對(duì)而言，在此種情況之下，短路電流的值也是相對(duì)偏大的，影響它的最主要的因素是電壓等級(jí)。一旦短路電流偏高，它的電弧也會(huì)受到一定的影響，但對(duì)于一次電弧來(lái)講，不僅能量較高，而且穩(wěn)定性也比較高。此外，還有恢復(fù)電壓的存在，對(duì)于恢復(fù)電壓的產(chǎn)生，則有關(guān)于潛供電弧，一般情況下，只要潛供電弧熄滅，就會(huì)出現(xiàn)電壓，而這種電壓稱之為恢復(fù)電壓[1]。

2 潛供電流特點(diǎn)分析

對(duì)于潛供電流來(lái)說(shuō)，它主要表現(xiàn)在兩個(gè)部分，第一部分是靜電感應(yīng)分量，第二部分是電磁感應(yīng)分量。對(duì)于電磁感應(yīng)分量的產(chǎn)生，主要是有以下兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是健全相，第二是電感。第一點(diǎn)通過(guò)第二點(diǎn)時(shí)，在故障相上會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于相與地之間存在著對(duì)地電容，此電動(dòng)勢(shì)又經(jīng)由故障相的對(duì)地電容形成回路，形成潛供電流的縱分量，橫分量與故障點(diǎn)位置無(wú)關(guān)，但縱分量與故障點(diǎn)的位置有關(guān)，當(dāng)線路中點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，電磁感應(yīng)分量為零，越往兩邊電磁感應(yīng)分量越大，當(dāng)?shù)竭_(dá)線路端點(diǎn)時(shí)電磁感應(yīng)分量達(dá)到極值；靜電感應(yīng)分量當(dāng)發(fā)生短路接地之后故障相兩端斷路器斷開，同時(shí)短路故障處的電壓降低為零，健全相中的電壓通過(guò)相間電容在故障相上產(chǎn)生一個(gè)靜電耦合電流，靜電耦合電流的大小與故障點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)，但與線路的結(jié)構(gòu)（例如桿塔的結(jié)構(gòu)）、線路的長(zhǎng)短、換位方式、相許排列等有關(guān)。但是在潛供電流的計(jì)算中電磁感應(yīng)分量所占比重很小，靜電感應(yīng)分量占大部分，因此在計(jì)算中通?？梢院雎噪姶鸥袘?yīng)分量，只計(jì)靜電感應(yīng)分量。在此以1 000 kV特高壓?jiǎn)位剌旊娋€路和500 kV超高壓?jiǎn)位剌旊娋€路分別計(jì)算潛供電流的靜電感應(yīng)分量和電磁感應(yīng)分量[2]。

3 特高壓同塔多回輸電線路特點(diǎn)

特高壓線路與超高壓線路相比，其電壓等級(jí)更高，在布置導(dǎo)線時(shí)的結(jié)構(gòu)更加緊密，這使得線路間的耦合作用加強(qiáng)。此外，因?yàn)殡妷旱燃?jí)較高，輸送容量較大，特高壓線路發(fā)生短路接地故障時(shí)恢復(fù)電壓絕對(duì)值較大，但是由于空氣間隙的距離也增大，所以在特高壓線路中的恢復(fù)電壓梯度并不會(huì)有明顯變化[3]。

此外，與單回輸電線路相比較，同塔多回輸電線路具有以下特點(diǎn)：1）同塔多回混壓輸電線路的相序排列方式，并聯(lián)電抗器的裝設(shè)形式，導(dǎo)線的換位方式更加復(fù)雜。2）同塔多回混壓輸電線路靜電和電磁耦合作用均加強(qiáng)，這使得潛供電流和恢復(fù)電壓值均較大。由于是多回線路同塔架設(shè)，線路間的距離較近，除了本回線路三相間的耦合作用外，還存在線路兩兩間的耦合。3）故障方式增多。從理論上講，同塔多回輸電線路可能發(fā)生的故障包括了單相接地故障，雙回兩相同時(shí)接地。

綜上，同塔多回線路的特點(diǎn)均可能導(dǎo)致線路潛供電流增大，降低單相重合閘成功率。我國(guó)國(guó)土面積寬闊，但是負(fù)荷集中，未來(lái)的特高壓電網(wǎng)長(zhǎng)度、換位情況差異大[4]。

4 影響潛供電弧熄滅的其他因素

除去上面講到的潛供電弧，還有一個(gè)弧道電阻和過(guò)渡電阻，對(duì)于弧道電阻來(lái)講，它的數(shù)值會(huì)在其他因素的影響之下在一定范圍內(nèi)不斷變化，這里的因素主要表現(xiàn)為：潛供電弧與故障點(diǎn)位置、氣候條件以及絕緣子鏈長(zhǎng)度等。相對(duì)而言，過(guò)渡電阻（短路點(diǎn)的電弧電阻稱之為過(guò)渡電阻）就簡(jiǎn)單許多，它僅對(duì)電流電壓以及相位產(chǎn)生一定的影響。通常情況下，計(jì)算出現(xiàn)的金屬性短路是不急電弧電阻影響[5]。

電弧電阻的數(shù)值短路表現(xiàn)也是有所變化的。主要表現(xiàn)在電流、電弧長(zhǎng)度等方面。

除去上述中所說(shuō)，影響潛供電弧的因素還有其他原因，主要表現(xiàn)在風(fēng)力和風(fēng)速、弧柱位置等。

風(fēng)不僅能使弧柱加長(zhǎng)，且可以使其加速冷卻，對(duì)于介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)起了很大作用，因此風(fēng)速對(duì)弧柱的冷卻影響甚大。根據(jù)實(shí)際超高壓線路的運(yùn)行事故表明，電弧出現(xiàn)在絕緣子串上，而出現(xiàn)此類情況的原因是與電壓閃絡(luò)有關(guān)。

[1]高一弘.同塔雙回送電線路的最優(yōu)相序排列[J].海峽科學(xué),2008 (6):38-41.

[2]婁穎,戴敏,何慧雯,等.1 000 kV交流緊湊型輸電線路潛供電流和恢復(fù)電壓計(jì)算分析[J].高電壓技術(shù),2011(10):13.

[3]車學(xué)哲,沈鳳龍,王建輝,等.基于瞬時(shí)對(duì)稱分量法的電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方法[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2012(4):15.

[4]張旭.特高壓平行雙回線路熄弧措施的研究[D].北京:華北電力大學(xué)，2012(9):144.

[5]孫義豪.1000 kV/500 kV同塔混壓四回輸電線路耐雷性能研究[D].重慶:重慶大學(xué),2011(5):132.

（編輯：賈娟）

Analysis of the Potential Arc and Its Influencing Factors of Transm ission Line

Hua Zuchun
(State Grid Chongqing Power Company Wuxi Power Supply Com pany,Chongqing 405800)

In this paper,the potential arc of transmission lines and its influencing factors are introduced.Firstly,the basic concept of the potential arc and the characteristics of the potential supply current are introduced.Then,the characteristics of the UHV transmission line on the same tower are analyzed theoretically.The characteristics of the multi-circuit lines on the same tower may lead to the increase of the line potential,Reducing the success rate of single-phase reclosing.Finally,other factors that influence the extinguishmentof the potential arc are briefly listed.

submerged arc;UHV;multi-circuit;fault point

TM723

A

2095-0748(2016)24-0053-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.24.21

2016-11-26

華祖春（1971—），女，重慶巫溪人，本科，工程師，研究方向：電力企業(yè)線路管理。