基于ATP-EMTP的特高压交流输电线路潜供电流仿真分析

张前雄，殷雷，刘耀中，王凯

(中国能源建设集团安徽省电力设计院，合肥市 230601)

0 引言

潜供电流的大小和恢复电压的上升速度直接影响电弧熄灭的速度，故障电弧可能会经历燃烧、熄灭、重燃、熄灭的反复过程，最终会造成电弧未能完全熄灭而导致重合闸失败［1-2］。

理论分析表明，潜供电流及故障点恢复电压都是由相间电容的静电耦合作用产生的静电感应分量和相间互感的电磁耦合产生的电磁分量组成［2］，其大小不仅与线路参数有关，还与线路的长度及故障点位置有关系。

潜供电弧在空气中或者绝缘子表面游离，在一个被短路的“电感性自由电弧”中流过，并在被游离化的弧道中形成和发展，恢复电压的上升波形受回路中电容的大小制约［3-6］。潜供电弧在空气中自由发展，没有强制灭弧条件，熄灭潜供电弧是比较困难的。

本文在分析潜供电流产生机理的基础上，建立基于ATP-EMTP的特高压示范工程仿真模型，验证潜供电流随故障点位置、弧道电阻等条件的变化特性。

1 潜供电流的产生机理分析

1.1 潜供电流产生机理

图1为潜供电流的产生原理，图中:M为相间互感;C12为相间电容;C0为单相线路对地电容。当C相发生单相接地后，C相两侧的开关K1、K2断开，由线路两侧流经C相进入大地的巨大短路电流被切断，接地电弧熄灭后，合上开关K1、K2，系统恢复正常运行。

图1 潜供电流产生原理Fig.1 Principle of secondary arc current

根据图1可列出故障相上的电压、电流表达式

由式(1)、(2)可以得到任意点处单相跳开后故障相上的恢复电压与潜供电流为