试验四——输电线路串联电容补偿装置的仿真.docx

《试验四——输电线路串联电容补偿装置的仿真.docx》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、南昌大学实验报告姓名：孔令飞学号：6100310012班级：电力系统101班试验四输电线路串联电容补偿装置仿真一、试验内容1.原始数据：6台350MVA的发电机通过一条单回路600km的输电线路与短路容量为30000MVA的系统相连。输电线路电压等级为735kv，由两段300km的线路串联组成，工频为60Hz。为了提高线路输送能力，对两段300km的线路L1和L2进行串联补偿，补偿度为40%，两段线路上均装设330Mvar的并联电抗器，用于限制高压线路的工频过电压和操作过电压。仿真模型见Simpowersystem库demo子库中的模型文件pow

2、er_3phseriescomp。2.试验要求：（1）对系统进行稳态分析（2）频率分析更改系统图，用三相电源模块代替简化同步电机模块，同时添加阻抗测量模块得到一相阻抗的依频特性。根据依频特性得到系统的振荡频率。（3）对系统进行暂态分析1）仿真得出线路1发生各种短路故障时的相关波形，并对波形进行比较分析。2）仿真得出母线B2发生故障时的相关波形，并对波形进行分析。二、对原始数据的分析与仿真6台350MVA的发电机通过一条单回路600km的输电线路与短路容量为30000MVA的系统相连。输电线路电压等级为735kv，由两段300km的线路串联组成，工

3、频为60Hz。为提高线路输送能力，对两段300km的线路L1和L2进行串联补偿，补偿度为40%，两段线路上均装设330Mvar的并联电抗器，用于限制高压线路的工频过电压和操作过电压。串联电容补偿装置有串联电容器组、金属氧化物变阻器（MOV）、放电间隙和阻尼阻抗组成。如图：仿真系统图如下:发电机先用的是简化的同步电机模块，两个变压器是通用双绕组和三绕组变压器模块，和母线B2相连的三相三绕组变压器为饱和变压器。母线B1、B2和B3为三相电压电流测量模块，三相电压电流测量模块输出的三相相电压和线电流用的都是标幺值。下图是串联电容补偿的子系统及串联电容补

4、偿的a相子系统:其中电容器Cs的容抗值为输电线路感抗的40%，计算如下：需补偿的容抗值Xc为0.4XL，即：补偿电容的容抗值Cs为：图中的MOV用于防止电容器过电压，当电容电压超过额定电压2.5倍时，MOV将电压钳位到最大允许电压Vprot：三、对系统进行的稳态分析在进行暂态分析之前，首先要设置模型的初始状态。　　点击Powergui模块的“潮流计算和电机初始化”按键，打开窗口如图所示。设置节点类型为PV节点，电机输出的有功功率为15MW，初始电压为13.8kV，即1p.u.点击Powergui模块的“潮流计算和电机初始化”按键，打开窗口最终得到

5、以下图示：可以发现电机输入端口Pm、E相连的机械功率和励磁电压被更新为Pmec=1515.9MW(0.72184p.u.)、E = 1.0075p.u.。例如、图中母线B1的a相电压幅值Va为608.78kv，相角为18.22°，母线B1的a相电流幅值Ia为1.56kA，相角为30.5°。因此，流入线路1的a相有功功率Pa为：MWMW四、对系统进行的频率分析进行频率分析之前，应先将“简化同步机模块”用“三相电源模块”代替，同时将“三相电源模块”中的阻抗参数设置成与简化同步电机模块的阻抗参数相同。图如下：打开Powergui模块的“阻抗依频特性测量

6、”，设置频率范围为0:500Hz，图形如下：可见系统有三种振荡模式，分别在频率8Hz、149Hz和348Hz，其中8Hz为串联电容和并联电感的并联谐振频率，149Hz和348Hz是由600km分布参数线路导致的谐振频率。利用图示参数可计算母线B2的短路容量的计算：9314MVA五、对系统进行的暂态分析1、线路1发生a相接地故障的分析在Powergui模块中选择连续系统仿真，仿真参数中仿真结束时间为0.2s，算法为变步长ode23tb。开始仿真，得到母线B2上的三相电压和电流波形和a相接地故障时三相短路电流波形及a相串联补偿装置上放电间隙Gap上的

7、电压、MOV上电流和MOV的能量波形。如图：可见，仿真开始时，系统已经处于稳定状态。t=0.0167s时，a相发生接地故障，最大故障电流为10kA，MOV每半个周期导通一次，使得MOV中存储的能量阶梯上升。当t = 0.0833s时，线路上的继保装置动作，断路器CB1和CB2断开，MOV中储存的能量不再发生变化，维持为13MJ。由于MOV中存储的能量未超过阈值30MJ，因此放电间隙不动作，Gap上的电压缓慢减小。断路器断开后，故障电流降到一个非常小的数值并在第1个过零点时降为0；串联电容器中的残余电荷通过线路、短路点和并联电抗组成的回路放电，直到

8、故障电流降为0，串联电容放电结束，电压在220kV附近波动。2.线路1发生三相接地故障打开“三相故障模块”参数对话框，设置三相接地故障。