CN103746363B - 一种超/特高压输电线路潜供电弧的抑制电路及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超/特高压输电线路潜供电弧抑制电路及其方法，电路包括高压并联电抗器Lp，中性点小电抗Ln，电抗器L1，电抗器L2，断路器K1、断路器K2；超、特高压的输电线路A、B、C相上分别连接有高压并联电抗器Lp，输电线路B相上的高压并联电抗器Lp上连接有小电抗Ln；小电抗Ln一端与输电线路B相上的高压并联电抗器Lp一端相连接，其另一端接地，即中性点通过小电抗Ln接地；断路器K1与电抗器L1串联，其两端与输电线路A、B相相连；断路器K2与电抗器L2串联，其两端与输电线路B、C相相连。正常情况下，断路器K1、K2处于断开状态。当输电线路发生单相接地故障时，断路器K1、K2的开关状态随故障相而确定，通过改变输电线路相间电感值使得输电线路三相实现全补偿，可有效抑制线路潜供电弧，提高系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明主要应用于超/特高压交流输电系统，具有涉及的是一种当线路发生单相接地故障时，可作为潜供电弧的抑制措施，即超/特高压输电线路潜供电弧抑制电路及其方法。
背景技术
为提高系统稳定性和供电可靠性，单相自动重合闸技术在超/特高压线路上获得了广泛应用。针对超/特高压输电线路，即330kV～500kV电压等级称超高压，1000kV及以上电压等级称特高压，由于线路距离长，运行电压高，潜供电弧的快速熄灭与有效抑制一直是一个技术难题。潜供电弧若不能及时熄灭，将使断路器重合于弧光接地故障，造成重合闸失败，可能导致系统失稳。
目前，潜供电弧的主要抑制方法有：高压并联电抗器中性点加小电抗、线路两侧安装快速接地开关、采用混合式触发跳闸方式、通过线路分区或装设开关站来减小线路长度等。在上述基础上，又出现了一系列的改进措施。例如，针对超高压输电线路，采用可控高抗方式，通过改变电抗器的取值以适应不同运行工况，在满足系统无功平衡的同时有效抑制潜供电弧；针对同塔双回输电线路，可采用不同的并联电抗器接线形式补偿健全回路对故障回路故障相的影响，实现潜供电弧的快速熄灭等。
当前，在超/特高压输电线路中并联电抗器中性点加小电抗（小电抗的值通常阻值是在500～1000Ω的区间）的方式应用最为广泛。但是，针对不换位或不完全换位的输电线路，由于三相不对称，各相对地电容及相间电容不相等，现有的并联电抗器中性点加小电抗方案无法实现各相相间电容的全补偿，使得部分相故障时，潜供电流值可能很高，电弧难以熄灭，必须进行改进。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的提供一种超/特高压输电线路潜供电弧抑制电路及其方法，主要针对不换位或不完全换位输电线路，实现各相相间电容的全补偿，使得部分相故障时，可有效抑制线路潜供电弧，实现潜供电弧的快速熄灭，提高系统的稳定性。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种超/特高压输电线路潜供电弧抑制电路，其特征在于，其包括高压并联电抗器Lp，中性点小电抗Ln，电抗器L1，电抗器L2，断路器K1、断路器K2；在超、特高压的输电线路A、B、C相上分别连接有所述的高压并联电抗器Lp，在输电线路B相上的高压并联电抗器Lp上连接有小电抗Ln；所述小电抗Ln一端与输电线路B相上的高压并联电抗器Lp一端相连接，其另一端接地，即中性点通过小电抗Ln接地；所述断路器K与电抗器L1串联，并构成第一补偿电路，所述第一补偿电路的两端与输电线路A、B相相连；所述断路器K2与电抗器L2串联，并构成第二补偿电路；所述第二补偿电路与输电线路B、C相相连。正常情况下，断路器K1、K2处于断开状态。当输电线路发生单相接地故障时，断路器K1、K2的开关状态随故障相而确定，通过改变输电线路相间电感值使得输电线路三相实现全补偿。
一种利用上述的超/特高压输电线路潜供电弧抑制电路的抑制方法，其方法为：首先，通过回路等效变换使得三相输电线路中其中某一相（例如B相）全补偿，即A、B相间电容值，B、C相间电容值与A、B相间电感值、B、C相间电感值参数相等；此时，B相发生单相接地故障时，对应的潜供电流与恢复电压值最小，计算获得此时小电抗Ln的值。
正常情况下，断路器K1、K2处于断开状态，对线路运行不产生影响；
当输电线路B相发生接地故障时，断路器K1、K2保持断开状态；
当输电线路A相发生接地故障时，断路器K2保持断开状态，断路器K1闭合，电抗器L1接通电路；通过回路等效变换使得输电线路A、B相间电容，输电线路A、C相间电容，输电线路A、B相间等效电感，输电线路A、C相间等效电感四者参数相匹配，此时相间电感与相间电容值相等，相间电容实现全补偿，计算获得此时电抗器L1的值，此时流过输电线路A相故障点的潜供电流很小，潜供电弧被有效抑制；
当输电线路C相发生接地故障时，断路器K1保持断开状态，断路器K2闭合，电抗器L2接入电路，通过回路等效变换，计算获得L2的值，此时A、C相间电容，B、C相间电容，A、C相间等效电感、B、C相间等效电感四者参数匹配，此时相间电感与相间电容值相等，相间电容实现全补偿，此时流过C相故障点的潜供电流很小，潜供电弧被有效抑制。
本发明主要针对不换位或不完全换位输电线路。该方法结构简单，对正常情况下的输电线路不产生影响。当线路发生单相接地故障时，通过合理的参数配置，可有效抑制线路潜供电弧，提高系统的稳定性，本发明可作为现有潜供电弧抑制方法的有效补充。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的潜供电弧抑制措施拓扑结构电路图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1，本实施例提供的是一种超/特高压输电线路潜供电弧抑制电路及其方法，主要针对不换位或不完全换位输电线路，其结构为：抑制电路包括高压并联电抗器Lp，中性点小电抗Ln，电抗器L1，电抗器L2，断路器K1、断路器K2。在超、特高压的输电线路A、B、C相上分别连接有高压并联电抗器Lp，在输电线路B相上的高压并联电抗器Lp上连接有小电抗Ln；所述小电抗Ln一端与输电线路B相上的高压并联电抗器Lp一端相连接，其另一端接地，即中性点通过小电抗Ln接地；所述断路器K与电抗器L1串联，并构成第一补偿电路，所述第一补偿电路的两端与输电线路A、B相相连；所述断路器K2与电抗器L2串联，并构成第二补偿电路；所述第二补偿电路与输电线路B、C相相连。
本实施例是断路器K1的一端与电抗器L1的一端串联，所述断路器K1的另一端连接输电线路A相，所述电抗器L1的另一端与输电线路B相相连；所述断路器K2的一端与电抗器L2的一端串联，所述断路器K2的另一端与与输电线路C相相连。正常情况下，断路器K1、K2处于断开状态。当输电线路发生单相接地故障时，断路器K1、K2的开关状态随故障相而确定，通过改变输电线路相间电感值使得输电线路三相实现全补偿。
本发明主要原理如下：
当输电线路发生单相接地故障时，健全相通过静电耦合与电磁耦合对故障相供电，在故障点将继续流过电流，形成潜供电弧。通过在并联电抗器中性点加小电抗可以等效补偿相间电容，减小潜供电流与恢复电压值。理想情况下，输电线路三相对地电容值、三相相间电容值均相等，通过设置合理的小电抗值即可实现各相相间电容的全补偿。实际工程中，由于条件限制，常出现不换位或不完全换位方式，使得部分相故障时潜供电流值可能很高，电弧难以熄灭。本方案加装两组电抗器，当输电线路正常运行时，上述电抗器不接入系统，对线路不造成影响。当输电线路某相发生故障后，电抗器L1或L2接入，改变线路间等效电感参数以实现各相相间电容的全补偿，加速潜供电弧的熄灭。
本发明利用上述超/特高压输电线路潜供电弧抑制电路的抑制方法，其方法如下：
首先，通过回路等效变换使得三相输电线路中其中某一相（例如B相）全补偿，即A、B相间电容值，B、C相间电容值与A、B相间电感值、B、C相间电感值参数相等；此时，B相发生单相接地故障时，对应的潜供电流与恢复电压值最小，计算获得此时小电抗Ln的值。
正常情况下，断路器K1、K2处于断开状态，对线路运行不产生影响；
当输电线路B相发生接地故障时，断路器K1、K2保持断开状态；
当输电线路A相发生接地故障时，断路器K2保持断开状态，断路器K1闭合，电抗器L1接通电路；通过回路等效变换使得输电线路A、B相间电容，输电线路A、C相间电容，输电线路A、B相间等效电感，输电线路A、C相间等效电感四者参数相匹配，此时相间电感与相间电容值相等，相间电容实现全补偿，计算获得此时电抗器L1的值，此时流过输电线路A相故障点的潜供电流很小，潜供电弧被有效抑制；
当输电线路C相发生接地故障时，断路器K1保持断开状态，断路器K2闭合，电抗器L2接入电路，通过回路等效变换，计算获得L2的值，此时A、C相间电容，B、C相间电容，A、C相间等效电感、B、C相间等效电感四者参数匹配，此时相间电感与相间电容值相等，相间电容实现全补偿，此时流过C相故障点的潜供电流很小，潜供电弧被有效抑制。
本发明主要针对不换位或不完全换位输电线路。该方法结构简单，对正常情况下的输电线路不产生影响。当线路发生单相接地故障时，通过合理的参数配置，可有效抑制线路潜供电弧，提高系统的稳定性。本发明可作为现有潜供电弧抑制方法的有效补充。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种根据超/特高压输电线路潜供电弧的抑制电路的抑制方法，其特征在于，所述抑制电路包括高压并联电抗器Lp，中性点小电抗Ln，电抗器L1，电抗器L2，断路器K1、断路器K2；在超、特高压的输电线路A、B、C相上分别连接有所述的高压并联电抗器Lp，在输电线路B相上的高压并联电抗器Lp上连接有小电抗Ln；所述小电抗Ln一端与输电线路B相上的高压并联电抗器Lp一端相连接，其另一端接地，即中性点通过小电抗Ln接地；所述断路器K与电抗器L1串联，并构成第一补偿电路，所述第一补偿电路的两端与输电线路A、B相相连；所述断路器K2与电抗器L2串联，并构成第二补偿电路；所述第二补偿电路与输电线路B、C相相连；
上述抑制方法为：首先，通过回路等效变换使得三相输电线路中其中某一相全补偿，即A、B相间电容值，B、C相间电容值与A、B相间电感值、B、C相间电感值参数相等；此时，B相发生单相接地故障时，对应的潜供电流与恢复电压值最小，计算获得此时小电抗Ln的值；
正常情况下，断路器K1、K2处于断开状态，对线路运行不产生影响；
当输电线路B相发生接地故障时，断路器K1、K2保持断开状态；
当输电线路A相发生接地故障时，断路器K2保持断开状态，断路器K1闭合，电抗器L1接通电路；通过回路等效变换使得输电线路A、B相间电容，输电线路A、C相间电容，输电线路A、B相间等效电感，输电线路A、C相间等效电感四者参数相匹配，此时相间电感与相间电容值相等，相间电容实现全补偿，计算获得此时电抗器L1的值，此时流过输电线路A相故障点的潜供电流很小，潜供电弧被有效抑制；
当输电线路C相发生接地故障时，断路器K1保持断开状态，断路器K2闭合，电抗器L2接入电路，通过回路等效变换，计算获得L2的值，此时A、C相间电容，B、C相间电容，A、C相间等效电感、B、C相间等效电感四者参数匹配，此时相间电感与相间电容值相等，相间电容实现全补偿，此时流过C相故障点的潜供电流很小，潜供电弧被有效抑制。
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