基于PSCAD软件的500kV输变电系统内部过电压计算与分析

发布时间：2017-10-16 22:30

  本文关键词：基于PSCAD软件的500kV输变电系统内部过电压计算与分析

  更多相关文章： PSCAD 工频过电压 操作过电压 潜供电流与恢复电压 接地开关

【摘要】：随着电压等级的提高，超高压输电线路的故障问题也更加严峻，为满足500kV输变电系统初期设计和后期启动调试需要，本文从工程实际为基础对搭建模型需要的参数、运算的公式、模型的功能进行阐述。文中利用PSCAD电磁暂态仿真软件建模和仿真分析，分析了500kV武川输变电工程由原坤旗双回线（春坤山-旗下营线路）破口接入新建500kV武川变电站，对新形成的网架结构进行正常、调试和检修三种方式下工频过电压；利用蒙特卡洛法计算分析合空线和单项重合闸两种情况下操作过电压是通过Multiple run模块实现；计算潜供电流和恢复电压仿真通过利用FAULTG、ARC模块设置故障时序、弧电阻、弧长实现，并对潜供电流和恢复电压的影响因素从布置方式、电抗器补偿、土壤电阻率等各方面进行分析；对于当500kV同塔双回线路带有高压并联电抗器的线路，在双回线路中一停一运行且高抗不退出时，会感应出很高的感应电压和电流，可能造成接地开关开合过程中被击穿烧毁的情况，对于此情况设计了同塔双回线路计算感应电压匹配接地开关的模型。 目前国内外文献针对内部过电压的计算主要采用公式推导法、EMTP、BPA等，主要从其产生内部过电压的机理，定性分析抑制内部过电压的措施，但缺少具体的影响因素分析和大量的数据分析。对于电力系统PSCAD建模，首先要对所研究的工程背景资料进行了解，然后收集相关参数，如变电站的电压等级和容量，以及各种工作方式下的潮流图，线路是否并联电抗器，线路长度和导线型号等，详细精准系统参数条件下构建的稳态才能准确模拟现场真实情况，为电力系统内部过电压的暂态分析奠定基础，因此，在PSCAD中准确的搭建电力系统等值系统是计算内部过电压的前提。本文基于PSCAD电磁暂态仿真软件，给出了两种建立等值模型的方法，一种是由公式法计算线路正序阻抗、零序阻抗、变电站电源电压和相角，第二种方法是在BPA输出的DAT如何获得上述参数，并采用BERGERON和杆塔模型输入线路参数模拟实现超高压输电线路，对于电压、电流、功率及潮流等电量的测量设置了相关的测量元件，针对调节超高压输电线路两端的电源电压可以调节电力系统中的无功功率，并通过调节超高压输电线路两端的电源中功角等参数来调节有功功率，从而实现超高压输电系统中的潮流调节，，从而完成了模型的建立与内部过电压的仿真分析。本文为将来工程项目中电气设备的选型、过电压保护装置的配置、重合闸时间确定等提供参考。对500kV输变电工程的调试、启动和运行，提供了理论依据和数据支持，具有一定的指导意义。
【关键词】：PSCAD 工频过电压 操作过电压 潜供电流与恢复电压 接地开关
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM863
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-11
• 1 绪论11-15
• 1.1 输变电系统等值阻抗和等效电源点计算11-12
• 1.2 输变电系统输电线路等效建模12
• 1.3 500kV 输变电系统潮流调节12
• 1.4 500kV 输变电系统内过电压计算12-13
• 1.5 500kV 输变电系统潜供电流与恢复电压计算模型13-15
• 2 500kV 输变电系统内部过电压的仿真分析15-41
• 2.1 内部过电压计算的流程16-17
• 2.2 研究对象17-18
• 2.3 线路模型及参数18-27
• 2.3.1 线路模型18-20
• 2.3.2 线路参数20-24
• 2.3.3 500kV 输变电系统等效电源点计算24-26
• 2.3.4 500kV 输变电系统等值模型26-27
• 2.4 工频过电压27-35
• 2.4.1 确定系统各种工作方式27-28
• 2.4.2 潮流调节28-29
• 2.4.3 计算与仿真分析工频过电压29-35
• 2.4.4 防治措施及建议35
• 2.5 操作过电压35-41
• 2.5.1 操作过电压的产生35-36
• 2.5.2 操作过电压的仿真模型36-39
• 2.5.3 小结39-41
• 3 潜供电流与恢复电压41-47
• 3.1 潜供电流及恢复电压的仿真分析41
• 3.2 潜供电流和恢复电压模块设计41-42
• 3.3 潜供电流和恢复电压计算结果分析42-44
• 3.4 影响单相重合闸熄弧的因素44-47
• 3.4.1 小电抗补偿潜供电流和恢复电压44-45
• 3.4.2 短路点位置影响潜供电流和恢复电压45
• 3.4.3 土壤电阻率影响潜供电流和恢复电压45-46
• 3.4.4 小结46-47
• 4 同塔双回线路计算感应电压匹配接地开关47-60
• 4.1 感应电压和感应电流的产生47-48
• 4.2 处于不同状态下接地开关产生的感应电压和感应电流48-50
• 4.3 匹配接地开关模块的设计50-60
• 4.3.1 软件设计流程图50-51
• 4.3.2 总体结构及模块设计51-52
• 4.3.3 模型设计和功能分配52-60
• 结论60-62
• 参考文献62-65
• 附录 [滤波波形图]65-71
• 在学研究成果71-72
• 致谢72

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本文编号：1045295