ATP和PSCAD在线路过电压仿真计算中的应用.ppt

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1、ATP和PSCAD在线路过电压仿真计算中的应用2015年12月电力系统中的各种绝缘在运行中除了受长期工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高得多的过电压的作用。所谓过电压就是指电系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位升高。通常过电压可以作如下分类：一、电力系统过电压一、电力系统过电压电力系统过电压内部过电压暂时过电压工频过电压谐振过电压操作过电压投切空载线路过电压切断空载变压器过电压断续电弧接地过电压雷电过电压直击雷过电压感应雷过电压1、工频过电压工频过电压主要由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起。特点：持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远

2、距离输电确定绝缘水平时起重要作用。空载长线路的电容效应空载长线路的等值电路可简化如图所示。C～RLUR.UL.EUC..一般R要比XL和XC小得多，可将其忽略。得到如下电路电压关系。空载线路的工频容抗XC＞感抗XL，故UC＞UL，电容上的压降UC大于电源电势E。ULIUCE....不对称短路引起的工频过电压对于中性点不接地系统，线路发生单相接地故障时，非故障相的电压上升为线电压，造成工频过电压。正常运行方式下，中性点N处相当于零电位，A、B、C处电压分别为三相的相电压。EA.+-AEB+-BEC+-C..NUN=0UA=EAUB=EBUC=EC.......ECEBEA...N不对称短

3、路引起的工频过电压对于中性点不接地系统，线路发生单相接地故障时，非故障相的电压上升为线电压，造成工频过电压。当发生单相接地故障时，故障处故障相电压变为零电位，中性点N电压变为负的相电压，非故障相B、C处电压上升为线电压。UA=0UN=–EAUB=EB–EA=UBAUC=EC–EA=UCA...........EA.+-AEB+-BEC+-C..NECEBEA...UCUB..甩负荷引起的工频过电压甩负荷引起的工频过电压是指由于某种原因（例如短路故障）使线路末端断路器突然跳闸而切除受端负荷引起的电压升高。甩负荷效应主要从以下三个方面导致工频电压升高：1）线路输送相当大的有功功率和感性无功

4、功率时，电源电动势高于母线电压。在甩负荷后，由于电动机磁链不能突变，发电机将在短时间内维持较高的电动势。2）线路从带负荷变为末端开路，出线空载长线电容效应。3）原动机的调速器和制动设备的惰性使发电机有短时间的转速增加，造成电动势及其频率有所上升，加剧工频过电压升高。限制工频过电压的措施：空载长线路的电容效应不对称短路故障引起的过电压甩负荷引起的工频过电压补偿空载线路的电容效应将系统中性点接地发电机配置性能良好的励磁调节器或调压装置、反应灵敏的调速系统。2、谐振过电压谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。按照起因可分为：线性谐振过电压

5、、铁磁谐振过电压、参数谐振过电压。2、谐振过电压1)线性谐振过电压ULLEICUC～RUR如图所示的R、L、C串联回路中，电源电动势E和回路元件的电压关系如下：当时，电感上的电压降与电容上的电压降绝对值相等、相位相反，电路中A、B两点如同断路，电源电动势完全作用于电阻压降，回路电流达到最大，L、C上的电压也达到最大，形成过电压。AB2、谐振过电压2)铁磁谐振过电压ULLEICUC～RURA电力系统中的铁磁谐振回路一般由空载变压器或电压互感器与电容性元件组合而成，主要有以下三种情况：1）断路器的均口电容与母线PT形成的谐振回路；2）母线空载时，母线对地电容与母线PT形成的谐振回路；3）线

6、路断线，线路末端接有空载或轻载的中性点不接地变压器形成谐振回路。B与线性谐振回路不同之处在于，此处电感为变压器或电压互感器铁芯，其电感值不再是常量，而是随着电流增大、铁芯饱和而不断下降。回路的谐振条件为（L0为铁芯未饱和时的电感值）2、谐振过电压3)参数谐振过电压RIC参数谐振过电压回路是由电感参数作周期性变化的电感元件和系统电容元件(如空载线路)组成，典型例子是同步发电机的自激过电压（如图所示）。dqLω同步发电机的自激过电压：当同步发电机接有空载线路（容性负荷）时，若发电机的电抗与线路容抗配合不当，即使激励电流很小，甚至为零，由于剩磁的作用，也会使发电机的端电压和输出电流急剧上升，

7、产生很高的过电压。2、谐振过电压谐振过电压在正常运行操作中出现频繁，其危害性较大。运行经验表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起。由于谐振过电压作用时间较长，会给保护措施的选择造成困难，为了尽可能防止发生谐振过电压，在设计和操作电网时，需事先进行必要的估算和安排，避免形成严重的谐振回路，或采取适当的防谐振措施。3、操作过电压操作过电压出现在由于“操作”引起的过渡过程中。所谓的“操作”，既包括线路切、合与重合，开断容性电流和开断较