电力系统过电压上机计算.docx

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电力系统过电压上机计算

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：

*******

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。

2.3

（1）程序图

（2）程序结果

2.4

（1）程序图

（2）程序结果

（3）分析:

波在多段波阻抗不等的单相传输线上传输时会发生多次折反射

2.5

（1）程序图

（1）程序结果

（3）分析:

三相全换位输电线路能通过三相的全换位减小对地电容的不对称，使中性点的偏移减小。

2.6

（1）程序图

（2）程序结果

（3）分析:

当线路长度与信号在线路中传输的波长相差不大时可以用集总参数表示线路，当长度远大于波长时，必须使用分布参数。

软件提供的分布参数输电线模型方便分析仿真长线路。

2.7

（1）程序图

（2）程序结果

V1-V5

（3）分析：

冲击波作用于单相线路，经3.35us波到达避雷器，结点开始有电压,但是避雷器电流一直为零，说明避雷器并未动作。

2.8

（1）程序图

（2）程序结果

1,SA,SB,SC节点电压

2,0A,0B,0C节点电压

3,1A,1B,1C节点电压

4,2A,2B,2C节点电压

5,支路电压U0A-SA、U0B-SB、U0C-SC

6,支路SA-0A、SB-0B中L的支路电流，

7,支路0B-SB、0C-SC中R的支路电流

（3）分析：

开关左侧电压受电源的钳制保持标准正弦波形。

2.9

（1）程序图

（2）程序结果

（3）分析：

由于电感的存在，会使电容电压高于电源电压。

当电容电压高于电源电压时，电容通过电阻放电而使自身电压下降。

3.500kV工频过电压计算

（1）程序图

（2）程序结果

1,甩负荷

2,单相短路

3,两相短路

丰镇侧两相短路K2

万全侧两相短路K2

（3）工频过电压计算结果总结

500kV输电线路在正常送电状态下甩负荷工频过电压、单相接地故障工频过电压、两相接地故障工频过电压倍数都小于2。

接地故障会引起三相电压幅值不等。

正常甩负荷时，并联电抗器削弱了空载线路的电容效应，可用于限制工频过电压。

4.500kV合闸（重合闸）操作过电压计算

（1）程序图

1,合空线统计过电压

1.

2.三相重合闸统计过电压，采用0.5s快速自动重合闸

（3）合闸操作过电压计算结果总结

统计过电压是指出现概率为2％的过电压值。

合闸、重合闸500kV空载输电线路时使用统计开关，可以得到出现概率为2％的过电压值。

线路侧接并联电抗器使断路器两端幅值上升速度大为降低，断路器发生重燃的可能性较少，出现高幅值过电压的概率也明显下降。

采用性能良好的避雷器作为合闸操作过电压的后备保护。

三,课程设计总结

经过两周的课程设计学习,我收获了很多.

首先,我对ATP软件有了一定的了解,从一开始什么也不懂,到最后能够独立完成实验任务,这是我这次课程设计最大的收获.通过做习题,也复习了电力系统过电压的相关知识,弥补了课上知识的不足.在和同学互相讨论和交流中,也找到了自己的一些不足.

课程设计过程也遇到了一些困难,比如,看到习题,不知道该用哪些元件来完成,还有设置参数的问题,以及最后对结果的讨论.不过,最后都通过和同学老师交流答疑完成.

以前学到的课本知识,在这次设计中得到实践.理论联合实际,加深了对知识的掌握.这对于我们以后的学习和工作都有很大的帮助.