特高壓輸電線路潛供電弧的動(dòng)態(tài)物理特性與抑制技術(shù)研究.pdf

1、為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性，單相重合閘技術(shù)在超/特高壓線路上獲得廣泛應(yīng)用。特高壓線路較長(zhǎng)，運(yùn)行電壓高，潛供電弧的熄滅是一個(gè)技術(shù)難題。如果潛供電弧不能及時(shí)熄滅，將使斷路器重合于弧光接地故障，造成重合閘失敗。研究潛供電弧的產(chǎn)生機(jī)理與動(dòng)態(tài)物理特性，進(jìn)而發(fā)展有效的抑制技術(shù)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文結(jié)合我國(guó)在建的特高壓輸電工程實(shí)踐，針對(duì)潛供電弧的物理特性與抑制技術(shù)開展探索與創(chuàng)新研究。通過(guò)建立潛供電弧的低壓模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，

2、研究潛供電弧的動(dòng)態(tài)物理特性與數(shù)學(xué)建模方法，完善潛供電弧熄滅、重燃機(jī)理的分析方法，發(fā)展新型的潛供電弧抑制技術(shù)。
　　 低壓模擬實(shí)驗(yàn)是研究潛供電弧物理特性的重要技術(shù)途徑。本文完善了潛供電弧實(shí)驗(yàn)回路及其測(cè)量系統(tǒng)，建立了特高壓線路潛供電弧的低壓物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)觀測(cè)長(zhǎng)間隙潛供電弧的運(yùn)功圖像和物理參量，揭示潛供電弧弧根與弧柱的運(yùn)動(dòng)特性及其對(duì)電弧電流及電壓的影響規(guī)律，獲得了潛供電弧熄滅與重燃的動(dòng)態(tài)物理特征。
　　 本文還就特高壓

3、半波長(zhǎng)輸電線路潛供電弧的物理特性開展了探索研究，建立了新的潛供電弧實(shí)驗(yàn)回路拓?fù)洌攸c(diǎn)分析潛供電弧的燃弧時(shí)間特性與伏安特性等。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)揭示了風(fēng)對(duì)半波長(zhǎng)線路潛供電弧的影響機(jī)制，并獲得了兩個(gè)燃弧時(shí)間臨界點(diǎn)，可作為半波長(zhǎng)輸電線路快速接地開關(guān)配置的參考依據(jù)。
　　 潛供電弧零休階段的物理特性是影響電弧熄滅與重燃的關(guān)鍵所在，此時(shí)弧道恢復(fù)電壓上升率是反映潛供電弧熄滅與重燃機(jī)制的重要參數(shù)。本文將單相接地故障過(guò)程分解為4個(gè)階段，基于建立的復(fù)頻

4、域等效模型研究獲得了潛供電弧弧道恢復(fù)電壓上升率的影響因素及其作用規(guī)律。該研究結(jié)果進(jìn)一步完善了潛供電弧熄滅與重燃機(jī)理的分析方法，可為特高壓輸電線路的參數(shù)優(yōu)化以及重合閘策略提供理論基礎(chǔ)。
　　 特高壓輸電線路并聯(lián)電抗器的配置是一個(gè)多目標(biāo)統(tǒng)籌問(wèn)題。本文基于建立的輸電線路分布參數(shù)耦合模型以及潛供電弧動(dòng)態(tài)模型，納入三種特高壓輸電線路潛供電弧的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與比較，獲得面向潛供電弧抑制的并聯(lián)電抗器和中性點(diǎn)小電抗優(yōu)化取值準(zhǔn)則。同時(shí)，兼顧線路

5、非全相運(yùn)行以及諧振過(guò)電壓抑制，基于諧振頻率分析法，提出臨界諧振高抗的概念并給出了相應(yīng)的計(jì)算公式，可用于并聯(lián)電抗器與中性點(diǎn)小電抗的進(jìn)一步優(yōu)化。
　　 考慮到現(xiàn)有潛供電弧抑制措施的不足，本文研究提出一種基于斷路器并聯(lián)阻抗的新型潛供電弧抑制技術(shù)，適用于超/特高壓等級(jí)輸電線路。大量分析表明，采用該抑制拓?fù)淇蓪摴╇娏髋c弧道恢復(fù)電壓的強(qiáng)制分量減小至極低水平，從而顯著加速潛供電弧的熄滅。該抑制技術(shù)可作為現(xiàn)有潛供電弧抑制措施的一種有效補(bǔ)充，但