直流接地极招弧角熄弧能力研究

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1、分类号学号：M201371152学校代码10487密级：公开硕士学位论文直流接地极招弧角熄弧能力研究学位申请人：徐志坚学科专业：电气工程指导教师：李化副教授答辩日期：2015年05月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonDCArcExtinguishingCharacteristicsofArcingHornCandidate:XuZhijianMajor:Electrical

2、EngineeringSupervisor:Prof.LiHuaHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei,P.R.China20MAY,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权

3、书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要本文以糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电工程的普洱换流站接地极线路为对象，主要

4、研究不同因素对直流电弧特性的影响、直流接地极招弧角安装方式以及招弧角与直流接地极线路的绝缘配合方法。论文首先调研和总结了直流电弧特性和招弧角理论和工程应用的研究现状，直流接地极招弧角熄弧能力除了受到电磁力、热浮力、风力等因素影响之外，主要与招弧角的安装方式、间隙距离以及系统容量相关。结合实际直流接地极线路参数，建立直流接地极招弧角燃弧试验平台，对影响电弧特性的不同因素如电磁力、风力和招弧角形式及布置方式，开展了招弧角燃弧试验研究，通过高速摄像机记录电弧发展过程。研究结果表明：电磁力对电弧的转移和拉伸作用显著，相对而言，由于受到脉宽等因

5、素限制，风速和热浮力作用不明显；最小放电间隙距离同为400mm时，羊角型招弧角电弧最终拉伸至约1400mm，而其他类型招弧角仅拉伸至1100~1200mm，表明羊角型招弧角的电弧拉伸能力最强，最有利于电弧的熄灭。结合招弧角电弧电磁力的计算，研究招弧角安装方式，分析安装（角度）方式、故障位置和杆塔接地电阻对电磁力的影响规律，并给出了招弧角安装方式的建议。研究结果表明：当招弧角平行于输电线路安装、且朝向接地极侧时（α=0°），电弧受到的电磁力最大，电弧最易远离绝缘子串；当故障点位置靠近接地极侧，杆塔接地电阻增大时，电弧电流减小，电弧受到的

6、电磁力减弱。最后，通过招弧角间隙燃弧试验获取电弧伏安特性曲线，并与直流输电系统输出特性曲线相结合，提出招弧角与直流输电线路的绝缘配合方法，基于该方法给出不同招弧角间隙距离对应直流输电线路的保护范围，并提出了提高招弧角保护范围的建议。研究结果表明：对于一定间隙距离的招弧角而言，随着杆塔接地电阻的增大，线路的保护范围变大。不考虑电弧拉长，当间隙距离为650mm时，若杆塔接地电阻Rt=5Ω，保护范围约为5%；若杆塔接地电阻Rt=15Ω，保护范围略约为20%。此I华中科技大学硕士学位论文外，增加接地极导线回数可提高招弧角保护范围。取杆塔接地电

7、阻Rt=5Ω，对1000mm间隙的招弧角，当接地极导线回数由2提高到6时，其保护范围由5%至12%，提升约2倍，改善效果显著。关键词：直流接地极；招弧角；熄弧；安装方式；伏安特性；绝缘配合；保护范围II华中科技大学硕士学位论文AbstractThispapermainlystudiestheeffectofdifferentfactorsonDCarccharacteristics,theinstallationwayofarcinghornongroundinglineandarcinghornsandtheinsulationco

8、ordinationofarcinghornandDCtransmissionsystem,withthegroundinglineofPuerConverterstationin±800kVHVDCtransmissi