山火條件下±800 kV輸電線路合成電場(chǎng)仿真研究

劉 程，孔祥美

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕頭供電局，廣東 汕頭 515000)

0 引 言

由于土地資源緊缺，特高壓直流輸電線路不可避免經(jīng)過植被茂密的山林火災(zāi)易發(fā)生地區(qū)[1]。山火發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的火焰高溫、火焰電導(dǎo)率、固體顆粒物等因素容易導(dǎo)致輸電線路間隙絕緣強(qiáng)度迅速下降，引發(fā)輸電線路跳閘[2-4]。發(fā)生山火跳閘后，線路自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)迅速自動(dòng)重合閘，但由于山火持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，在此期間有可能引起多次跳閘和重合閘事件，對(duì)裝置和系統(tǒng)帶來較大的沖擊，甚至導(dǎo)致大面積停電事故。因此，當(dāng)特高壓直流輸電線路走廊發(fā)生山火時(shí)，需要對(duì)山火火勢(shì)進(jìn)行全面監(jiān)視，根據(jù)山火燃燒過程對(duì)輸電線路絕緣性能進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)估[5]。

本文引入火焰溫度、火焰中電荷數(shù)密度2種對(duì)特高壓直流輸電線路合成電場(chǎng)產(chǎn)生影響的因素，推導(dǎo)火焰溫度、火焰中電荷數(shù)密度與合成電場(chǎng)的數(shù)學(xué)關(guān)系，建立山火條件下特高壓直流輸電線路合成電場(chǎng)的非線性數(shù)學(xué)模型，采用Matlab軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)特高壓直流輸電線路因山火跳閘時(shí)合成電場(chǎng)的準(zhǔn)確計(jì)算。

1 山火致輸電線路間隙擊穿的作用機(jī)理

山火條件下，植被燃燒產(chǎn)生的溫度場(chǎng)、植被中堿金屬鹽的熱電離以及植被未完全燃燒產(chǎn)生的針狀顆粒等因素都會(huì)導(dǎo)致輸電線路跳閘。由于山火引發(fā)輸電線路跳閘的因素較多，所以當(dāng)輸電線路走廊發(fā)生山火時(shí)，線路間隙的擊穿機(jī)理和擊穿特性具有明顯的雜亂性和不明確性。山火引發(fā)輸電線路跳閘的空間示意圖如圖1所示。……