高等院校电力系统及自动化第三十届学术会议集

1、串联补偿用火花间隙触发装置的设计与实验研究，田交通大学电气: 131摘 要：高压输电线路中经常采用串联电容器补偿系统无功以提高电力系统安全稳定水平和改善无功平衡，串联电容器在系统过电压下的保护对其安全可靠运行。本文通过对串联补偿的保护设备-火花间隙的分析，以仿真与实验测试相结合的方式，对火花间隙及触发装置进行了优化设计。最后分析发现改变点火电弧的形状及能量能有效提高火花间隙触发击穿的可靠性及稳定性。：串联补偿；火花间隙；密封间隙；高电压Design and Experimental Study on the Spark Gaps and the Trigger Device of Series

2、 CompensationYao Jiangyi,Wang Yi,Tian Fuqiang.Beijing Jiaotong University: 131Abstract: Series capacitors are often used in high voltage transmislines to compensate reactiveer,which can improve the reactiveer balance and further enhanecurity and stability ofer system.Overvoltage protection of series

3、 capacitor is essential to its operation reliability. Byyzing the workingprinciple of spark gap, this pr made a combination of software simulation and experimental testing to op-timize the design of the equipment. The results indicatet the change of the shand energy of ignition arccan effectively im

4、prove the reliability and stability of triggered breakdown of spark gap.Keywords: series compensation; spark gap; triggered gap; high voltage压高出 10%，因此线路故障时主间隙要经过强制触发才能放电击穿。1 引言我国确定了“联网、西电东送、南北互供”的联网方针，远距离、大容量输电是我国电网发展的必然趋势1,2。在大范围远距离输电系统中将产生和消耗大量无功功率，无功功率的不平衡则会造成输电电压的不稳定，对输电线路受端的供配产生较大影响3。串联补偿技术是柔流

5、输电系统(Flexible AC Transmis-System，简称FACTS)的重要组成部分，采用串联补偿技术可以有效地补偿线路感抗，缩短线路的等值电气距离，减少功率输送引起的电压降和功角差，从而提高电力系统稳定性，并提高输送容量4-7。串联补偿装置主要包括电容器组、金属氧化物限压器（Metal Oxide Varistors ，简称MOV）、火花间隙、旁路开关、阻尼回路等。火花间隙是MOV 的主保护和电容器组的后备保护8,9。主要功能是只要满足特定条件就可以迅速击穿放电，以使电容器组和MOV 旁路，防止MOV 过热损坏，同时保护电容器组免受电压过大的损害。火花间隙一般采用强制电压闪络触发

6、方式，闪络间隙的自击穿电压通过整定间隙距离，要比 MOV 的残生电火花，在均压电容器提供的强电场下，该电火花将促使密封间隙立即放电击穿10。密封间隙结构示意图如图 2 所示。对强制击穿有正面影响。4 结论通过仿真分析确定待测设备的参数，然后分析放电原理，设计了多组对照试验，整理和分析实验数据，验证了不同实验变量对实验结果的影响的程度，并逐渐调进实验，以达到预期的实验要求。火花塞验证试验实质上是改变点火电弧形状的验证实验，验证了长度不同、与球电极所呈角度不同的电弧对强制击穿电压的影响。试验得出，电弧长度越长，与球电极切面越平齐，越容易触发击穿。极性效应对击穿放电的影响很大，在工程应用中要尽量避免

7、。可以应用在密封间隙的高低压电极上同图 4.火花塞实验击穿电压与间隙大小的关系曲线3.2 极性影响实验在该研究实验中，分别在交流高压正半波和交流高压负半波触发，验证极性效应对强制击穿电压的影响。时点火应。段来消除单侧电极放电时产生的极性效脉冲变压器影响实验实质上是改变点火电弧能量的实验。实验可以得出，触发电路输出能量越高，电弧越明亮，电离空气产生出的有效电子越多，间隙越容易被触发击穿。此外，对于脉冲变压器的设计有待改善。参考文献图 5. 极性影响实验击穿电压与间隙大小的关系曲线12. 特高压电网M.：中国经济，2005.，中国特高压电网的发展论述J中国电由数据曲线可以看出，阴极触发强制击穿电压

8、值比阳极触发时要小，即阴极易触发，与理论相符。可机工程学报，2009，29(22)：1-7.雷, D.Povh. 串联补偿技术在远距离高电压交流输电系统中的应用J. 电网技术，1998，22(11)：34-38.500kV 串联补偿过电压研究D华南理工大学，2010串联补偿技术在我国的应用J电力电容器，1998，(4)：15-183以在触电型密封间隙的高低压电极上同时点火来4消除这种极性效应，提高触电的稳定性和可靠性。53.3 脉冲变压器影响实验实验所用的铜球电极自然耐压值基本上变化不大，而强制击穿电压在不同的实验条件下差距较明显，其中主要原因是触发电路产生的电弧不同，通过改变6，可控串补(TCSC)的分析与研究J中国高新技术企业，2011(2)：68-69.串联补偿技术应用浅析J机械管理开发，2005，5高飞串补用火花间隙测试电流源的研制D中国电力科学，2006789，浅谈特高压线路串联补偿电容器组与脉冲变压器变比来研究不强制击穿的影响。弧能量对于密封间隙的MOV 装置J中国新技术新产品，2011(20)：91-9210，河池串补装置火花间隙系统自触发技术，2009，3(5)高压球隙开关的触发电路设计J微原因分析J11，计算机信息，2010 (8)：170-171球隙火花开关的实验研究D华1213技大学，200