特高壓輸電線路潛供電弧的動態(tài)物理特性與抑制技術研究.pdf

1、為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性，單相重合閘技術在超/特高壓線路上獲得廣泛應用。特高壓線路較長，運行電壓高，潛供電弧的熄滅是一個技術難題。如果潛供電弧不能及時熄滅，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)生機理與動態(tài)物理特性，進而發(fā)展有效的抑制技術，具有重要的理論意義和應用價值。
　　 本文結合我國在建的特高壓輸電工程實踐，針對潛供電弧的物理特性與抑制技術開展探索與創(chuàng)新研究。通過建立潛供電弧的低壓模擬實驗平臺，

2、研究潛供電弧的動態(tài)物理特性與數(shù)學建模方法，完善潛供電弧熄滅、重燃機理的分析方法，發(fā)展新型的潛供電弧抑制技術。
　　 低壓模擬實驗是研究潛供電弧物理特性的重要技術途徑。本文完善了潛供電弧實驗回路及其測量系統(tǒng)，建立了特高壓線路潛供電弧的低壓物理模擬實驗平臺，通過觀測長間隙潛供電弧的運功圖像和物理參量，揭示潛供電弧弧根與弧柱的運動特性及其對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態(tài)物理特征。
　　 本文還就特高壓

3、半波長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驗回路拓撲，重點分析潛供電弧的燃弧時間特性與伏安特性等。通過大量實驗揭示了風對半波長線路潛供電弧的影響機制，并獲得了兩個燃弧時間臨界點，可作為半波長輸電線路快速接地開關配置的參考依據(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鍵所在，此時弧道恢復電壓上升率是反映潛供電弧熄滅與重燃機制的重要參數(shù)。本文將單相接地故障過程分解為4個階段，基于建立的復頻

4、域等效模型研究獲得了潛供電弧弧道恢復電壓上升率的影響因素及其作用規(guī)律。該研究結果進一步完善了潛供電弧熄滅與重燃機理的分析方法，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。
　　 特高壓輸電線路并聯(lián)電抗器的配置是一個多目標統(tǒng)籌問題。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態(tài)模型，納入三種特高壓輸電線路潛供電弧的實驗參數(shù)進行計算與比較，獲得面向潛供電弧抑制的并聯(lián)電抗器和中性點小電抗優(yōu)化取值準則。同時，兼顧線路

5、非全相運行以及諧振過電壓抑制，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的計算公式，可用于并聯(lián)電抗器與中性點小電抗的進一步優(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，適用于超/特高壓等級輸電線路。大量分析表明，采用該抑制拓撲可將潛供電流與弧道恢復電壓的強制分量減小至極低水平，從而顯著加速潛供電弧的熄滅。該抑制技術可作為現(xiàn)有潛供電弧抑制措施的一種有效補充，但