500kV输电系统潜供电流和恢复电压研究

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【摘要】通过采用新版本的电力电子与电磁暂态计算程序（EMTPE），在东北电网作必要等值的基础上，对500kv输电线路的潜供电流和恢复电压问题进行研究，通过确定中性点小电抗选择，以达到合理抑制潜供电流及恢复电压。

【关键词】潜供电流；恢复电压；中性点小电抗

1、前言

当线路发生单相接地短路时，接地相两侧断路器跳开后，其它两相仍在运行，由于相间电容和相间互感耦合，接地点仍流过一定的电流，这就是潜供电流；接地点的电流过零时故障相的电压称为恢复电压。当潜供电流和恢复电压数值较大时，会使故障处的电弧不易熄灭，单相重合闸的时间就会延长。为了采用快速自动重合闸，并确定重合闸的动作时间，需要计算线路的潜供电流和恢复电压的大小，并研究减小它的措施。本工程计算采用新版本的电力电子与电磁暂态计算程序（EMTPE），以阜新～鹤乡500kV输电线路为例对线路的潜供电流和恢复电压进行计算研究。

2、潜供电流和恢复电压

由健全相产生的潜供电流和恢复电压与线路上有无并联电抗器、线路长度、线路参数、故障点的位置等有关系。一般来说，线路较短时，潜供电流较小，熄弧时间短，单相重合闸动作时间也短，能够满足系统稳定的要求；线路较长时，潜供电流较大，熄弧时间长，单相重合闸动作时间也长，可能会不满足系统稳定的要求。然而，当线路较长时，线路上往往装设并联电抗器，如果选择适当的小电抗装在其中性点上，可以使得并联电抗器和中性点小电抗有效地补偿相间电容，大大减小潜供电流的静电分量，从而有效地限制线路的潜供电流。

本次计算中分别选取400Ω～800Ω作为阜新～鹤乡I回线路阜新侧的高压并联电抗器中性点小电抗阻值、800Ω～1200Ω作为阜新～鹤乡II回线路鹤乡侧的高压并联电抗器中性点小电抗阻值，对阜新变～鹤乡变双回线路进行潜供电流和恢复电压进行计算。

a）阜鹤I回线路

表2.1-1给出了500kV阜新～鹤乡同塔双回线路阜鹤I回线路单相接地短路时潜供电流和恢复电压的计算结果。当阜鹤II回线路运行时，阜鹤I回线路故障相上的潜供电流有效值最高为11.95A，恢复电压有效值最高为63.46kV，中性点小电抗上的最高工频过电压有效值为46.67kV。当阜鹤II回线路检修停运时，阜鹤I回线路故障相上的潜供电流有效值最高为12.80A，恢复电压有效值最高为78.41kV，中性点小电抗上的最高工频过电压有效值为60.46kV。当阜鹤II回线路备用时，阜鹤I回线路故障相上的潜供电流有效值最高为20.21A，恢复电压有效值最高为146.69kV，中性点小电抗上的最高工频过电压有效值为69.98kV。由计算结果可知，选择阻值为400Ω～800Ω的中性点小电抗，均可以达到合理抑制潜供电流及恢复电压的效果。

b）阜鹤II回线路

表2.1-2给出了500kV阜新～鹤乡同塔双回线路阜鹤II回线路单相接地短路时潜供电流和恢复电压的计算结果。当阜鹤I回线路运行时，阜鹤II回线路故障相上的潜供电流有效值最高为7.11A，恢复电压有效值最高为26.83kV，中性点小电抗上的最高工频过电压有效值为60.16kV。当阜鹤I回线路检修停运时，阜鹤II回线路故障相上的潜供电流有效值最高为11.61A，恢复电压有效值最高为43.81kV，中性点小电抗上的最高工频过电压有效值为65.33kV。当阜鹤I回线路备用时，阜鹤II回线路故障相上的潜供电流有效值最高为23.12A，恢复电压有效值最高为102.45kV，中性点小电抗上的最高工频过电压有效值为75.17kV。由计算结果可知，选择阻值为800Ω～1200Ω的中性点小电抗，均可以达到合理抑制潜供电流及恢复电压的效果。

4、结论

当阜新～鹤乡I回线路阜新侧的高压并联电抗器中性点小电抗阻值范围选取400Ω～800Ω、阜新～鹤乡II回线路鹤乡侧的高压并联电抗器中性点小电抗阻值范围选取800Ω～1200Ω时，均可以达到合理抑制潜供电流及恢复电压的效果。

参考文献

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[2]曹荣江.“电力系统潜供电弧自灭特性的模拟研究”.电力科学研究院，1994.11.

[3]宋杲等.1000kV特高压交流同塔双回输电线路潜供电弧及其控制研究.中国电力科学研究院，2008.12.

[4][美]J.G.安德生等.345千伏及以上超高压输电线路设计参考手册.电力工业出版社，1981.

作者简介

李斌（1983-），男，在职研究生在读，经济师，主要从事500千伏输变电工程运行维护工作.