500kV操作过电压连锁工频过电压的电磁暂态分析

摘要

当前，我国电网建设正处于快速发展时期，以电网公司为代表的主导力量正着力构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的现代化智能电网。伴随着特高压电网和超高压电网的建设，对于不同类型的电力系统暂态过电压的研究则更加显得非常必要，它是确定电网绝缘水平的主要依据。不同类型暂态过电压往往具有不同的特点，需要分别基于不同的物理模型来进行分析研究。总体来看，电力系统内部过电压包含操作过电压和暂时过电压，其原因是电力系统故障或操作引起电网中电磁能量的转化所致，从而产生瞬时或持续的高于电网额定电压并对电气装置可能造成威胁的电压升高，它是电网建设和运营中不可避免的一大类过电压类型。而工频过电压属于暂时过电压中一种。
　　由于高压输电系统中的暂态过电压的计算可借助EMTP进行仿真研究，故本文基于500kV空载长线路，利用电磁暂态计算的标准程序ATP-EMTP的图形预处理程序ATPDraw，在不同类型的过电压下选用基于不同物理模型的架空线路模型，来分别对空载长线路电容效应引起的工频过电压，分闸过电压和合闸过电压模型下产生的不同类型的暂态过电压进行仿真分析，最后整合分闸过电压连锁空载长线路工频过电压的模型，对分闸过电压连锁工频过电压的模型进行仿真分析，使模型的建立进一步趋向于实际场景，重点研究加装并联电抗器和未加装并联电抗器两种不同的情况对于产生的分闸过电压连锁工频过电压是否具有较好的抑制效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 电力系统工频过电压概述

1．2 电力系统操作过电压概述

1．3 国内外工频过电压和操作过电压研究现况

1．4 EMTP与ATPDraw简介与使用说明

1．4．1 EMTP简介与使用说明

1．4．2 ATPDraw的简介与使用说明

1．4．3 ATPDraw的元件库系统

1．5 本文主要研究问题

2 分闸、合闸过电压简述及其模型组建

2．1 分闸操作过电压产生原理与等值计算电路模型

2．2 合闸操作过电压产生机理与计算等值电路

2．3 影响分闸过电压的可能因素

2．4 影响合闸操作过电压的因素

2．5 限制分闸操作过电压的措施

2．5．1 改善断路器结构

2．5．2 装设泄流设备

2．5．3 采用避雷器保护

2．5．4 断路器加装并联电阻

2．6 限制合闸过电压的措施

2．7 500kV架空线路分闸过电压的仿真模型组建

2．7．1 三相交流电压源

2．7．2 电源内阻抗

2．7．3 三相时控开关

2．7．4 架空输电线路模型

2．7．5 测量仪

2．7．6 500kV不加装并联电抗分闸操作过电压仿真模型

2．8 500kV架空线路合闸过电压的仿真模型组建

2．8．1 不考虑线路的分布参数特性

2．8．2 考虑线路的分布参数特性

2．8．3 装设合闸电阻的合闸过电压仿真模型

3 操作过电压连锁工频过电压简述及其模型组建

3．1 空载长线路的电容效应

3．2 并联电抗器的补偿作用

3．3 限制工频过电压幅值其他方法

3．4 500kV空载架空线路工频过电压的仿真模型组建

3．4．1 未装设并联电抗器的空载长线路仿真模型

3．4．2 装设并联电抗器的空载长线路仿真模型

3．5 架空线路分闸操作过电压连锁空载长线路工频过电压仿真

4 500kV架空线路操作过电压连锁工频过电压仿真分析

4．1 500kV架空线路未装设电抗器的分闸过电压仿真分析

4．2 500kV架空线路合闸过电压仿真分析

4．3 500kV空载架空线路工频过电压仿真分析

4．4 500kV架空线路分闸过电压连锁空载线路工频过电压仿真分析

4．5 小结

5 结论与展望

5．1 分闸过电压水平分析与展望

5．2 合闸过电压水平分析

5．3 空载长线路过电压水平分析

5．4 分闸过电压连锁空载线路工频过电压水平分析

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果