第14章 电力系统过电压计算
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电力系统工频过电压的计算与仿真摘要:日常的绝大多数的负载为感性负载,增加电抗器,可以使线路更加稳定的运行。
该文在没有电抗器和有电抗器的情况下,对空载线路分别求解首末端电压关系,发现在有电抗器的情况下,末端电压波动要小,首末端电压比较小。
最后使用EMTP进行仿真,搭建了没有电抗器和有电抗器的空载线路,采集了输入输出点电压的波形,然后画出首末端电压图,发现首末端电压波形都是标准的正弦,而且是同相位,只有幅值大小不等,仿真结果和理论相一致。
关键词:容性功率输电线路工频过电压电磁暂态分析电抗器1电力系统工频过电压1.1电力系统工频过电压的产生的基本机理电力系统的内部过电压是指系统中的电磁能由于系统故障或开关操作而发生较大的变化,发生电力系统内部过电压时会发生电压从额定允许值瞬间或长期上升。
这种不正常的电压增长会对电气设备构成威胁,因此尽量减小电力系统发生内部过电压的次数。
电力系统内部过电压可以分为操作过电压和暂时过电压这两类,操作过电压是指在电力系统运行过程中不正确的操作导致电压异常增长超过了允许值,而暂时过电压是由于环境等原因发生了电压的振荡,一般而言,顺态过电压可以在比较短的时间内经过电力系统自身内部的调节而消除,从而达到一种电力系统稳定运行的状态[1-3]。
在瞬态转换完成后持续数秒或数小时(持续 0.1 s(5 个工频周期)或更长时间)的持续过电压称为暂时过电压。
由于现代超高压电力系统的保护日益完善,超高压电网中的暂时过电压很少持续超过几秒钟,因此这种过电压称为顺态过电压,由于瞬时过电压的存在的时间不是很长,因此更容易进行调节,尽量减小顺时过电压发生的次数,可以保障电力系统稳态的运行。
该文设计内容有:(1)掌握电力系统工频过电压的产生的基本机理、计算方法和抑制措施。
(2)掌握电力系统电磁暂态仿真软件ATP-EMTP的基本使用方法和分析方法。
(3)设计一个500 kV输电系统的仿真模型,分析不同工况条件产生工频过电压的情况,对理论分析和抑制方法进行验证。
课程设计报告( 2011 -- 2012 年度第 2 学期)名称:电力系统过电压上机计算题目:电力系统过电压仿真计算与分析院系:电气与电子工程学院班级:学号:学生姓名:指导教师:***设计周数:2周成绩:日期:2012 年12月30日一、课程设计的目的与要求1.掌握集中参数、分布参数回路中的暂态计算方法。
熟练使用EMTP程序。
2.了解输电线路防雷分析的数值计算方法。
掌握输电线路采用线路避雷器提高线路耐雷水平的基本原理,并评价其效果。
3.了解输电线路工频过电压、操作过电压的数值计算方法。
掌握限制工频过电压、操作过电压的主要措施,并评价其效果。
二,设计正文1.ATP简介ATP-EMTP是目前应用得最为广泛的电磁暂态计算的标准程序。
从概念讲,EMTP可应用于任何电路的电磁暂态现象计算。
但是另一方面,因为它的庞大功能,在只有固定格式的文本输入方式时,它的应用相当困难。
许多电力技术人员虽然知道ATP-EMTP的潜在应用价值,但苦于入门艰难,迟迟不敢尝试ATP-EMTP的应用。
ATPDraw就是为了解决这个问题而开发的,它是建立计算模型用的人机对话图形接口。
ATPDraw准备了电力系统各种元件的图符,点击这些图符,可打开相应的图框,输入有关参数。
连接这些图符,可构成所需要的电路。
各个元件的图框都带有帮助功能,提示各参数的定义。
ATPDraw还具有设定时间步长、计算时间、输出要求及各种特殊要求(如频率扫描)的功能。
ATPDraw生成文本输入文件,执行ATP时实际上还是通过文本输入文件。
有了这个工具,使ATP-EMTP的利用大大方便了。
2.简单的集中参数电路、分布参数电路暂态计算2.1(1)程序图(2)程序结果(3)程序分析:仿真结果可见电容先充电后放电的过程2.2 (1)程序图(2)程序结果V1-V8 V9-V11 C1-C8 C6-C11(3)分析:电容分压器可用于测量交流和冲击高电压。
本例在直流电压源作用下,先对横向(对地)电容充电,由于电感的存在,可以使电容电压高于电源电压,继而放电再充电的过程。