李 元

（陜西省電力設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710054）

1 概述

特高壓線路里的潛供電流非常大、需要的恢復(fù)電壓也要求很大，潛供電弧燃燒的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，單相重合閘的無電流間歇時(shí)間變得延長(zhǎng)，重合閘成功率也大大降低。國(guó)家電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，特高壓輸電線路中的單相電弧接地導(dǎo)致的事故約占總故障率的80%到90%以上。而這種故障幾乎是瞬間生成的，針對(duì)當(dāng)今特高壓輸電線路長(zhǎng)，電壓大，潛供電弧持續(xù)燃燒時(shí)間長(zhǎng)，目前單相自動(dòng)重合閘是針對(duì)這類故障相對(duì)可靠的研究成果。如何增加單相自動(dòng)重合閘的有效率，了解影響潛供電弧的成因，，使特高壓線路的潛供電弧燃燒時(shí)間較短， 使得單相自動(dòng)重合閘成功率提高， 成為超高壓輸電需要解決的核心技術(shù)故障之一。

2 潛供電流產(chǎn)生的原理分析

線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，故障相兩側(cè)開關(guān)斷開。因?yàn)楣收舷嗪头枪收舷嚅g有電容耦合和電感耦合，使得故障點(diǎn)弧光通道仍有一定的電流流過，該電流就是潛供電流，該電流是以電弧的形式出現(xiàn)的，也稱潛供電弧。當(dāng)高壓線路中發(fā)生A單相接地的時(shí)候，兩端斷路器分別斷開，剩余兩相B，C還可以繼續(xù)運(yùn)行，并維持正常的工作電壓。兩相之間的電容和相間互感的作用，所以故障點(diǎn)處依舊有電流通過，稱之為潛供電流。盡管當(dāng)潛供電流瞬間熄滅后，由于相間電容和互感的耦合作用的存在，在弧隙當(dāng)中出現(xiàn)了恢復(fù)電壓。由于有潛供電流和恢復(fù)電壓的存在，所以增加了故障點(diǎn)自動(dòng)熄弧的困難程度，必然使得單相自動(dòng)重合閘閉合失敗，進(jìn)而導(dǎo)致高壓供電的穩(wěn)定性大大下降。

電容分量和電感分量構(gòu)成了潛供電流的兩部分，現(xiàn)實(shí)工作中的經(jīng)驗(yàn)說明在大部分無補(bǔ)償?shù)臈l件下，電容分量起決定性作用。電容分量指的是工作的正常相上的電壓由相間電容向發(fā)生故障處提供電流。感應(yīng)電勢(shì)通常由工作相上負(fù)載電流在相間互感故障相上產(chǎn)生，相對(duì)地電容及高抗在電勢(shì)的作用下形成了一定的電路回路，提供此故障點(diǎn)提供了潛供電流的電感分量。在電容和互感的存在下潛供電弧熄滅后，，恢復(fù)電壓在原弧道間生成，，導(dǎo)致了故障點(diǎn)自動(dòng)熄滅增加非常高的難度，，導(dǎo)致了單相重合閘產(chǎn)生非常高的失敗率。

3 加快熄滅特高壓電網(wǎng)潛供電流方法的研究與討論

可以通過借助風(fēng)力以及上升氣流的方法，在潛供電流不足時(shí)通過拉長(zhǎng)電弧的方法，，在較短時(shí)間內(nèi)促使?jié)摴╇娀】焖傧?，確保了單相自動(dòng)重合閘的高成功率。電弧熄滅的時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)很多，尤其是潛供電流十分大時(shí)以及恢復(fù)電壓相當(dāng)高時(shí)。甚至有些情況導(dǎo)致不能熄滅的現(xiàn)象產(chǎn)生， 遇到這些故障時(shí)候我們必須針對(duì)以上情況采取相關(guān)配套措施。一般針對(duì)特高壓電網(wǎng)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家一般的措施是在超高壓電抗容中性點(diǎn)接小電抗以及HSGG這兩類方法。以下從優(yōu)缺點(diǎn)兩方面針對(duì)這兩者辦法進(jìn)行討論分析。

3.1 應(yīng)用高壓并聯(lián)電抗器及中性點(diǎn)電抗加快特高壓電網(wǎng)潛供電流熄滅

在高壓電路里并聯(lián)電抗器， 已達(dá)到限制潛供電流值以及恢復(fù)電路電壓值。并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)電抗降低潛供電流以及恢復(fù)電壓。通過補(bǔ)償線高壓線路相間電容，使相間接近全補(bǔ)償以及相對(duì)地電容，降低潛供電流的電容分量以達(dá)到相間阻抗接近無窮大的目的。減少潛供電流的電感分量可以通過加大對(duì)地阻抗的措施?？梢酝ㄟ^電路變換，將原有電路相似等價(jià)于一個(gè)三相星形接地以及一個(gè)三角形的六電抗器回路。

3.2 應(yīng)用快速接地開關(guān)（HSGS）加快特高壓電網(wǎng)潛供電流熄滅

我國(guó)的電力建設(shè)規(guī)模不斷的發(fā)展，電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)也再深入加強(qiáng)，以及工頻過電壓不斷降低，使得百公里左右的線路可以不再設(shè)并聯(lián)的電抗器；一些線路甚至也運(yùn)用了靜態(tài)補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)裝置。當(dāng)遇到這些情況，由于不能簡(jiǎn)單的通過并聯(lián)電抗器及中性點(diǎn)小電抗去限制潛供電流的發(fā)生，這時(shí)候就必須去可以適當(dāng)?shù)牟扇】焖俳拥亻_關(guān)HSGS。日本及歐美國(guó)家提高潛供電弧的熄滅成功率的辦法是通過快速接地開HSGS達(dá)到的。立即閉合故障線路兩端HSGS當(dāng)故障相線路兩側(cè)開關(guān)斷開時(shí)，電阻較弱的兩端閉合的接地開關(guān)上的電流必須通過將接地點(diǎn)的潛供電流轉(zhuǎn)移到此，同時(shí)降低關(guān)聯(lián)的恢復(fù)電壓數(shù)值，使接地點(diǎn)附近發(fā)生的潛供電弧立即熄滅。通過開關(guān)HSGS，利用其滅弧能力將電弧強(qiáng)迫性的熄滅，最后達(dá)到重新閉合故障相高壓線路。

4 其他加快特高壓電網(wǎng)潛供電流熄滅的措施

經(jīng)過上述兩種措施外，還可運(yùn)用良導(dǎo)體架空地線以及自適應(yīng)單相自動(dòng)重合閘的方法。第一種方法可以減小潛供電流的電感分量，以達(dá)到限制潛供電流的效果；第二種依據(jù)潛供電弧熄弧的反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而自適應(yīng)地調(diào)整單相重合閘的閉合時(shí)間，已達(dá)到在保證潛供電弧熄滅的同時(shí)提高了系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定。

結(jié)語

文章分析了導(dǎo)致潛供電流產(chǎn)生的機(jī)理，并且對(duì)我國(guó)當(dāng)今高壓供電電力行業(yè)提出的熄滅潛供電弧的兩種基本措施作了系統(tǒng)性的對(duì)比，，對(duì)比了兩種措施的優(yōu)缺點(diǎn)以及各自的適用條件。有高抗補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)線路、無高抗補(bǔ)償?shù)亩叹€路以及高速接地開關(guān)下的自滅特性是特高壓潛供電弧本身的自滅特性的分類，通過專門的等效模擬實(shí)驗(yàn)研究以及相關(guān)理論進(jìn)而決定是否使用快速接地開關(guān)。當(dāng)前我國(guó)特高壓輸電趨勢(shì)是特高壓遠(yuǎn)距離大容量輸電或?qū)崿F(xiàn)跨大區(qū)域的電網(wǎng)的強(qiáng)互聯(lián)，我國(guó)發(fā)電資源和負(fù)荷中心的地理分布特點(diǎn)，可能暫時(shí)還不太適用快速接地開關(guān)法。目前國(guó)內(nèi)研究的普遍性線路證明裝有適當(dāng)?shù)母邏翰⒙?lián)電抗器，經(jīng)過其中性點(diǎn)接地小電抗， 可使得將線路上的潛供電流以及恢復(fù)電壓保持非常低的值，保證解決潛供電流熄滅故障在不使用快速接地開關(guān)的前提之下。

[1]楊芳.高壓輸電線路的潛供電流特性與對(duì)策研究[D].南寧:廣西大學(xué)，2006.

[2]林莘，何柏娜，徐建源.超高壓線路上潛供電弧熄滅特性的分析[J].高電壓技術(shù)，2006（03）.