并联电抗器中性点接小电抗：抑制潜供电弧效果分析

采用如图5-21所示的模型，线路长度为350km。在线路两端电源处加装并联电抗器，高压电抗器送端容量为960Mvar，受端容量为720Mvar，补偿度为88%，中性点接小电抗后接地，小电抗的值为150Ω。中性点小电抗的取值取决于参数及补偿度，由下式求得。

式中，k是高抗补偿度，C1是线路正序电容，CM是线路相间电容。

加装中性点接小电抗的并联电抗器后，用EMTP对潜供电流和恢复电压进行仿真。假设在t秒时发生接地故障，经过0.08s两边断路器断开。

针对中性点接小电抗的并联电抗器加装前后的两种情况，对不同的故障点位置分别进行仿真计算，得到相应的潜供电流和恢复电压的仿真计算结果如表5-3所示。

表5-3　两种不同情况下的潜供电流和恢复电压

由表5-3可以看到，加装带中性点小电抗的并联电抗器后，潜供电流和恢复电压都有明显的下降，尤其是潜供电流，下降到10A以内，而此时的恢复电压梯度降到约10kV/m及以下（假设特高压线路绝缘子串长度约为8m）。结合表5-1可以推得，该种情况下能够实现快速熄弧。(www.xing528.com)

另外，为了研究小电抗的取值对潜供电流和恢复电压的影响，在线路两端加装并联电抗器，补偿度为88%，改变中性点小电抗的值，对故障点位置在175km处的情况进行仿真计算，分析结果如图5-23所示。

由图5-23可以发现，小电抗的取值对潜供电流和恢复电压的影响很大，选取合适的值，会得到潜供电流和恢复电压的最小值，图中当小电抗取值为150Ω左右时出现最小值，和公式（5-26）计算结果符合。

图5-23　小电抗取值对潜供电流和恢复电压的影响

以上的仿真计算都是针对长度为350km的1000kV特高压输电线路模型，为了考察1000kV短线（取150km）和长线（取1000km）模型中的潜供电流，仍然采用如图5-21所示的模型，并联电抗器补偿度均为88%，中性点小电抗用公式（5-26）来求取，其他条件保持不变，分别对中性点接小电抗的并联电抗器加装前后的两种情况进行仿真计算，得到潜供电流值如表5-4所示。

表5-4　短线、长线中潜供电流的仿真计算

从表5-4可以看出，加装并联电抗器前，1000km线路潜供电流的幅值普遍远大于150km线路的潜供电流，这是由于长线的相间电容和互感比短线大得多，健全相通过静电耦合和电磁耦合向故障点提供的电流也大得多。但加装带中性点小电抗的并联电抗器后，无论是长线还是短线，其潜供电流都得到了明显的抑制，可以顺利熄灭潜供电弧。