Page 29 - 电力与能源2023年第四期

第 44 卷 第 4 期 电力与能源
2023 年 8 月 335

DOI：10.11973/dlyny202304005

基于 PSCAD/EMTDC 的特高压输电线路

潜供电弧建模与仿真

王 建

（国网上海市电力公司青浦供电公司，上海 201799）

摘 要：潜供电弧是特高压输电线路亟待解决的关键问题之一。首先从潜供电弧本质出发，并基于分段法建
立了电弧数学模型。其次，采用不同的数学方法对电弧模型进行求解，并基于电磁暂态仿真软件 PSCAD/
EMTDC 建立了精确的一次、二次电弧动态特性模型进行仿真研究，较真实地模拟了特高压线路发生单相接
地故障时的暂态过程。所建立模型较真实地描述了实际故障时的电弧过程，并且模型精度高，所需参变量简
单易求，计算过程简单，能够广泛应用于特高压交流输电系统潜供电弧熄灭研究。
关键词：特高压；交流输电系统；潜供电弧；电弧数学建模
作者简介：王 建（1990—），男，硕士，工程师，主要从事配网带电作业技术研究。
中图分类号：TK514 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2023）04-0335-05
Modeling and Simulation of UHV Transmission Line Secondary Arc

Based on PSCAD/EMTDC

WANG Jian
（State Grid Qingpu Power Supply Company，SMEPC，Shanghai 201799，China）

Abstract：Secondary arc is one of the key problems to be solved urgently for UHV transmission lines. Firstly，a
mathematical model of the arc is established based on the essence of the secondary arc and subsection method.

Secondly，different mathematical methods are used to solve the arc model. Based on the electromagnetic transient
simulation software PSCAD/EMTDC，the accurate dynamic model of the primary and secondary arc is estab⁃

lished for simulation research，and the transient process of the single phase ground fault of the UHV line is simu⁃

lated. The established model can accurately describe the arc process in the case of actual faults. It has high accu⁃
racy，simple parameters and simple calculation process，and can be widely used in the study of secondary arc ex⁃

tinction in UHV AC transmission systems.

Key words：UHV，AC transmission system，secondary arc，mathematical modeling arc
长久以来，国内外针对电弧的研究只能依靠 和 Mayr 分别提出了不同的电弧模型。Cassie 模
物理过程定性分析、经验估算或大量的试验，不仅 型主要适用于低电阻电弧的数学模型，反映了电
效率低，而且成本高 。采用数学建模仿真的方 弧中电流过零前的过程；Mayr 模型较好地描述了
［1］
法不仅能够提高效率，还可以减少投资并优化设
电流过零区域的电弧特性，更加适合长间隙小电
计。单相接地故障电弧研究直接关系到系统单相
流 电 弧 过 程 。 1982 年 ，英 国 巴 斯 大 学 著 名 学 者
自动重合闸成功率，对提高系统稳定性和可靠性
Johns 建立了改进的 Mayr 公式——电弧电导微分
至关重要 ［2-4］ 。
方程，该模型被国内外学者广泛采用 ［8-15］ 。本文基
在传统故障电弧仿真研究中，常采用理想短
路或线性电阻来简化接地故障电弧，极大地降低 于改进的 Mayr 方程，利用 PSCAD/EMTDC 软件
了仿真的精确度 ［5-7］ 。数学建模与仿真已成为研 建立准确的接地故障电弧模型，对特高压输电线

究潜供电弧的主要方法，在电弧研究初期，Cassie 路的潜供电流进行仿真研究。