电力系统过电压-第7章-电力系统过电压计算

《电力系统过电压-第7章-电力系统过电压计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电力系统过电压—电力系统过电压计算西安交通大学高压教研室电力系统过电压计算概述单相电磁暂态过程的元件模型多相电磁暂态过程的数学模型开关元件与非线性元件模型初始值的确定2概述研究电力系统电磁暂态过程的手段：暂态网络分析仪(TransientNetworkAnalyzer)和防雷分析仪计算机的数值计算系统的现场实测电力设备在运行过程中除了经受长期的工作电压外，还要承受各种类型的过电压，而设备的耐受能力往往由过电压来决定的，因此，研究电力系统电磁暂态过程是非常重要的，它是决定电气设备绝缘水平的依据

2、。数值计算的主要方法：网格法将集中电感和电容等效为传输线，在计算出波在各个节点处的折、反射系数的情况下，按时间顺序分析波在系统中传播的过程。集中参数分布参数白日朗法将系统中所有分布参数，利用特征线法(Dommel-Bergeron法)等效为电阻和历史电流源，然后解网络方程。(EMTP:Electro-MagneticTransientProgram)分布参数集中参数3电力系统过电压计算概述单相电磁暂态过程的元件模型多相电磁暂态过程的数学模型开关元件与非线性元件模型初始值的确定4单相电磁暂态

3、过程的元件模型电力系统中包含发电机、变压器、输电线路、电缆、并联电抗器、断路器、逆变器以及避雷器等设备。这些设备在结构、功能和特性上千差万别，但从电路的角度来讲，总可以用电源、R、L、C来表征它们的功能和特性。研究电力系统电磁暂态现象，计算结果的准确性直接受所选取元件模型以及参数的准确性所影响。集中参数电路模型(1)电感电感支路方程5积分形式其中且当前电感两端电压历史电流源：与电感的历史电流、电压数据有关等效电阻：与时间步长t有关单相电磁暂态过程的元件模型6电感的电流值，与历史电流源和当前电感

4、两端电压的大小有关，根据上式，可将电感等效为上图(b)，电路中只包括等效电阻和历史电流源。(2)电容电容支路方程单相电磁暂态过程的元件模型7积分形式其中且当前电容两端电压历史电流源：与电容的历史电流、电压数据有关等效电阻：与时间步长t有关单相电磁暂态过程的元件模型8电容的电流值，与历史电流源和当前电容两端电压的大小有关，根据上式，可将电容等效为上图(b)，电路中只包括等效电阻和历史电流源。(3)电阻由于纯电阻集中参数元件并不是储能元件，其暂态过程与历史记录无关，故其模型中没有历史电流源(电感、

5、电容模型中存在历史电流源)。单相电磁暂态过程的元件模型9若考虑无损线方程：其解为：如不考虑损耗，前行波沿x方向传播时，其值不发生改变；反行波沿-x方向传播时亦然。分布参数电路模型单相电磁暂态过程的元件模型10前行波反行波xkm单相电磁暂态过程的元件模型11考虑前行波：其中历史电流源单相电磁暂态过程的元件模型12其中历史电流源单相电磁暂态过程的元件模型考虑反行波：13单根无损传输线暂态等效电路的特点：整个分布参数线路的等值计算回路只包括集中参数电阻(其值等于线路的波阻抗)和历史电流源(其值由线路两

6、端点上电压和电流在过去的历史记录中计算得到)，成为集中参数回路。在等效计算回路中，线路两侧的端点k和m是相互独立的，之间没有直接的连接，两端点之间的联系是通过等效历史电流源实现的。此特点将为电路的求解带来方便。单相电磁暂态过程的元件模型14电感电容电阻传输线单相电磁暂态过程的元件模型15IR电感电容电阻0传输线集中参数分布参数单相电磁暂态过程的元件模型16线路损耗近似的处理方法[请参阅施围、郭洁《电力系统过电压计算》]考虑线路损耗的计算模型：无畸变线路模型在无损线路上分段接入集中电阻的模型

7、计及线路频率特性的计算模型无畸变线路模型当线路满足下列条件时，波在传播过程中只发生衰减，不会变形。满足以上条件时波在传播过程中不会变形的原因可以解释为：波在传播过程中电流波在导线上的热损耗和电压波在电导上的热损耗之比恰好等于线路单位长度上磁场能量和电场能量的比。单相电磁暂态过程的元件模型17考虑前行波：考虑前行波：由于实际输电线路和无畸变线路模型存在差距，实际工程计算中较少采用无畸变线路模型，但在研究变电所入侵波防护，波在线路上耗减过程可采用该模型。单相电磁暂态过程的元件模型18在无损线路上分段接

8、入集中电阻的模型将线路上的电阻作为集中电阻，分段地串联接入，而每段线路仍可作为无损的分布参数线路来处理。工程计算中常把线路分成两段，每段长度各为l/2，假定线路仍为无损线路，但两端各串联接入集中电阻R/4，中间接入电阻R/2。得到简化的等效电路，其中只需要对历史电流源和等值波阻抗作一些修正。单相电磁暂态过程的元件模型19电源支路的模拟将电源和其内阻当成整体处理的方法。将电源内阻独立出来，将电源看成无限大电源。单相暂态等效计算网路的形成及求解等效计算网络的节点方程在电磁暂态过程的计