电力系统内部过电压仿真研究

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1、2009年第4期《责州电力技术》(总第118期)电力系统内部过电压仿真研究遵义供电局余宾563000]贵州电力试验研究院周海[550002]摘要无论从现有技术上还是从供电的可靠性及设备的安全性考虑，在直接在实际的电力系统中进行科学研究，可能性很小，因此运用电力系统仿真技术成为迫切的需要。随着电力系统的发展、计算机的普及和计算能力的不断提高，电力系统数字仿真已成为电力系统试验研究、规划设计、故障和调度运行的重要工具。本文详细阐述了基于ATP—EMTP仿真的变压器和线路参数的处理，构建了电源、负荷和电磁式电压互感器的模型，对其它元件的功能也进行了说明，最后通过实例对35k

2、V系统铁磁谐振及500kV合空线过电压进行仿真分析，研究结果表明基于ATP—EMTP仿真能较真实模拟电力系统的暂态过程，对进行电力系统暂态过电压研究具有重要作用。为了简化计算，分布参数输电线路采用较精确引言的波过程模型，一般采用“小信号模信号”处理输电电力系统暂态程序ATP—EMTP是目前国际通线路分布电阻引起的损耗对波在传播中衰减的影用的一种仿真程序，用数值计算方法对电力系统中响，即将真个线段适当地分成两段，每段视为无损线从数微秒至数秒之间的电磁暂态过程进行仿真模路，而将线路总电阻进行等分后分别集中放在每段拟，主要用于计算电力系统中的电磁暂态过程，最初无损线路的两端

3、；对于每段无损线路，再应用贝杰龙由加拿大H．W．Dommel教授创立，经过很多专家(Bergeron)数值计算方法把分布参数输电线路等值的共同努力而不断完善¨』，用户只需在Windows环计算集中参数电路，这样就避开了记及损耗的波动境下绘制电路图，输入元件参数，然后运行ATP程方程直接求解的困难。在实际三相输电线路中存在序即可得到运算结果，在配电系统、特高压交流输电电磁耦合，分析其暂态过程比较困难，需要通过相模等领域中获得了广泛的应用[2,33。变换法，将彼此耦合的电压、电流向量变换成相互独立、无电磁联系电压、电流模量，从而将三相输电线1仿真参数的处理及仿真模型的建立

4、路等效为彼此解耦的单相电路，即J—Marti分布参1．1线路参数处理数模型。ATP—EMTP仿真中，为了真实的模型波传播1．2变压器参数处理过程，必须使用分布参数模型LINEZ—T，使用该ATP—EMTP所需的变压器参数有各绕组阻抗、模型之前必须对参数进行处理，需要计算线路的各绕组电阻及励磁电阻、非线性励磁曲线，非线性励正序和零序参数，其中正序和零序阻抗的计算参磁曲线的模型使用(i)type98。各绕组的电阻和看，正序电容C及零序电容c。(FIkm)计算阻抗可以由各绕组的阻抗电压和短路损耗的计算而公式为：t．得到，参阅j，由于ATP的饱和变压器元件在漏阻抗参数方面有特

5、别要求，漏阻抗输入参数值需要与漏阻抗所在电压等级平方成正比(参看Arule饱和变压器部分)，因此还必须将计算所得变压器物理参数进一步等价处理以满足ATP要求。转换步若三相水平排列，边上两相和中间相的距离相骤如下：首先计算总的阻抗值：等，则D=1．26D，DM,t,为相间距离。S为导线i与j的镜像间距离，r。为线路等效半径，计算公{【XR'，r=：Rn+Rn丁2+R"n73(3)式为：然后在按总阻抗值不变原理，将漏抗按所在电SLsA^s日5cc3f2)压平方成正比关系分配到各个电压侧就可以得到【S^，=~／SABSBcSca3A所需要的参数：2009年第4期《贵州电力技

6、术》(总第118期)f尺=R{(n)『y『1原理近似于变压器，只是变比大小和励磁⋯【Xn：XrUI(，2)性能部分不同，但由于电磁式电压互感器第三绕其中为变压器绕组数3，i=l，2，3。组为开口的三角绕组，而ATP本身所有的变压器对变电站进行建模，需要考虑变压器人口电容模型不具备提供开口三角接口的模块，因此需要的入口电容，苏联沃里波夫等根据大量的数据，给出在ATP基础上建立新的带开口三角的变压器模了计算入口电容C(pF)的经验公式块，如图1。摊椰啻IklC：K(5)式中S一变压器的三相容量(MVA)；-=4对500级及以上电压等级；I1=3对220kV级及以下电压等级

7、；K=800对750kV级及以下电压等级；K=940对500kV级及以下电压等级；K=540对110kV级及以下电压等级；图1ATP中单相三绕组frr模型K=350对35kV级及以下电压等级；在建立了单项三绕组模型后，利用ATP的对220kV电压等级，未给出和的值，但给出该模型打包功能，将图1所示模型打包，打包过程中对电压等级入口电容的变化范围为1600～2300pF，其二次侧只给出一个接线端子，如图2。平均值为2000pF。盘懈1．3电源及负荷模型①电源模型操作过电压的暂态过程短暂，在具体研究中一般不考虑发电机等效电势和等效电抗随时间的变图2单相三