特高压输电线路内部过电压限制措施研究

摘要

我国发展特高压电网势在必行，限制输电线路内部过电压是发展特高压输电技术过程中必须要解决的重要问题。内部过电压倍数与系统的最高运行电压幅值相关，所以电压等级越高，过电压问题越严重。在特高压远距离输电系统中，工频电压升高决定了电气设备的绝缘水平。我国将特高压电网定位为骨网架，操作过电压是决定电力系统绝缘水平的依据之一。
　　本文主要讨论了空载长线路电容效应引起的工频电压升高应由并联高压电抗器来限制，并且电抗器对容升的补偿位置应该选在线路末端，末端补偿效果最好。电力系统是动态的，轻载运行情况下，线路的电压偏高，重载负荷运行情况下，电压偏低，如果用可控电抗器代替固定电抗器，则能兼顾工频过电压限制和无功功率的调节。本文主要讨论特高压空载输电线路并联电抗器在60％、80％、90％三种补偿度情况下的限制效果，并在同一补偿度情况下比较首端、中端、末端等补偿位置下限制效果比较。考虑空载线路发生单相短路接地时，将在故障点产生潜供电流不利于重合闸，故应该在可控电抗器中性点加装小电抗进行限制。空载线路并网运行，除了考虑工频过电压外，还应计及幅值更高的合闸过电压，一般选择合闸电阻进行限制，但是虑及电力系统的复杂多变，单级合闸电阻很难满足电力系统的需要，本文采用多级合闸电阻限制合闸过电压。最后利用ATP-EMTP对以上措施的合理性进行了仿真分析并得出结论。在此基础上提出了限制特高压内部过电压的合理措施。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 发展现状和前景

1．2．1 电力系统过电压

1．2．2 特高压线路过电压限制

1．3 本文的主要工作和章节安排

第二章 特高压内部过电压理论分析

2．1 电力系统中的工频过电压

2．1．1 分布参数输电线路计算模型

2．1．2 空载长线路的电容效应引起工频过电压

2．1．3 不对称接地引起的工频过电压

2．1．4 甩负荷引起的工频过电压

2．2 限制工频升高的可能措施

2．3 特高压输电线路操作过电压分析

2．3．1 空载长线路的集中参数模型

2．3．2 空载线路合闸过电压

2．3．3 特高压输电线路合闸过电压

2．4 操作过电压的可能限制措施

2．5 特高压输电系统计算模型

2．5．1 单根均匀无损线的暂态等值计算电路

2．5．2 特高压输电线路JMarti模型

2．6 本章小结

第三章 1000kv输电线路空载合闸过电压仿真计算

3．1 特高压输电线路参数计算

3．1．1 特高压输电线路几何参数

3．1．2 输电线路分布参数计算

3．2 利用ATP-EMTP对于输电线路合闸过电压进行计算

3．2．1 合闸过电压产生原因分析

3．2．2 限制合闸过电压

3．3 仿真分析

3．3．1 未使用合闸电阻的合闸过电压

3．3．2 仅使用单级合闸电阻

3．3．3 使用三级合闸电阻

3．4 本章小结

第四章 1000kv输电线路工频过电压及潜供电流仿真计算

4．1 限制空载长线电容引起的工频过电压

4．1．1 空载长线电容效应引起工频过电压

4．1．2 采用并联电抗器限制工频过电压

4．2 采用并联电抗器限制工频过电压仿真

4．2．1 在线路首端安装并联电抗器

4．2．2 在线路中端装设并联电抗器

4．2．3 在线路末端装设并联电抗器

4．2．4 在线路两端装设并联电抗器

4．2．4 并联电抗器补偿度选择

4．3 限制潜供电流仿真计算

4．3．1 潜供电流产生的机理

4．3．2 限制潜供电流的可能措施

4．3．3 小电抗的选择

4．3．4 仿真分析

4．3．5 小电抗取值控制

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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