基于ATP-EMTP的大型电力系统暂态稳定仿真

提出采用电磁暂态仿真软件EMTP的ATP版本作为大规模电力系统的暂态稳定仿真工具,用以解决机电暂态仿真程序所不能仿真的电力电子的快速暂态过程、非线性元件模型和系统不对称运行。通过对固定串补不同模型的分析,说明采用ATP-EMTP进行暂态稳定计算的必要性。通过对江苏苏北电网的ATP-EMTP和电力系统分析综合程序(PSASP)的潮流和暂态稳定的对比试验,验证了用ATP-EMTP进行大规模电力系统暂态稳定仿真的可行性。

EMTP在变压器励磁电流仿真计算中的应用

利用电磁暂态程序 ( EMTP)对变压器在稳态和暂态情况下的励磁电流进行了仿真计算与分析。结果表明 ,使用EMTP对变压器的励磁电流进行仿真 。

使用EMTP计算建筑物金属框架上的暂态电流分布

提出了一种利用电磁暂态程序(EMTP)来计算雷击发生时建筑物内部金属框架上雷电电流分布的方法。该方法的有效性通过实验得到了验证。最后计算了一个尺寸为10 m×10 m×10 m的金属框架内部的雷电磁场分布。结果显示,该方法可用于优化建筑物内部灵敏电子设备的摆放位置,降低雷电电磁脉冲的危害。

基于ATP-EMTP的线路避雷器仿真研究

安装线路避雷器后,传统的各防雷性能参数计算方法失效,对线路防雷的分析产生极大的影响。利用电力系统电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)对安装线路避雷器后的耐雷水平和分流系数进行仿真计算,可有效提高对线路的安全保护,其计算便捷,结果准确。重点介绍了计算方法和计算过程。

电抗器类低电感负载雷电冲击耐压试验研究

为确保电抗器类低电感负载的雷电冲击耐压试验的有效进行,需要建立精确等值电路模型,从而产生标准的雷电冲击电压波形。分析了负载电感对雷电冲击的电压波形的影响。利用矢量匹配法结合小脑神经网络对电抗器等值电路参数进行了拟合预测,从而建立了考虑不同频段阻抗特性的电抗器模型。利用电磁瞬态计算程序(EMTP)仿真软件产生雷电冲击电压仿真波形,并讨论了仿真波形特征参数的有效性。传统的Marx冲击回路接入电抗器类低电感负载时会导致冲击电压波形波尾时间严重缩短。采用Glaninger冲击发生回路可以减轻受低电感负载影响的程度。利用矢量匹配法结合小脑模型连接控制器(CMAC)网络预测出电抗器电路参数值。由该值仿真得到的冲击阻抗特性曲线与实测曲线较为一致。仿真得到的冲击电压波形特征参数均符合标准规定要求。

EMTP高压接地故障电弧的建模与仿真

根据电弧电导系数微分方程及弧柱能量平衡理论推导电弧表达式,对传统电弧模型进行研究改进;基于电磁暂态软件(EMTP)中TACS模块的传递函数、积分模块,将一次与二次电弧进行组合建模,建立改进型故障电弧模型,该仿真模型能够反映断路器跳闸前及跳闸后的电弧动态特性;通过仿真分析,得出电弧动态参数中的电弧电流、恢复电压及电弧电导随时间的变化波形图。而后,将该故障动态电弧模型应用于我国晋-东南1 000kV特高压输电线路上,通过仿真分析对比,验证了该故障动态电弧模型的可行性。

1000kV GIS中燃弧电阻模型对快速瞬态过电压的影响

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中隔离开关因开断性能差在动作时会产生上升时间极短的快速瞬态过电压(VFTO),VFTO上升时间短、幅值高的特性会对电气设备绝缘造成严重危害。本文利用仿真研究定值燃弧电阻模型、指数燃弧电阻模型、双曲线燃弧电阻模型、Mayr燃弧电阻模型和重燃弧电阻模型,得到各燃弧模型下VFTO的幅值和频谱图,并分析各燃弧模型下VFTO波形的衰减、振荡与上升时间。通过对比各模型仿真结果得出,重燃弧电阻模型更符合实际电弧模型,利用该模型得到的VFTO幅值、振荡与上升时间能更好地描述其波形。

彬长矿业口木线35 kV线路雷电过电压仿真分析

35 kV口木线是保障彬长矿区安全有序生产的重要供电线路,虽全线架设有避雷线,但由于地处山区,杆塔所处地势较高且线路绝缘水平较低,雷击事故频发。由于现有的防雷措施已不能满足需求,在ATP-EMTP中搭建35 kV口木线的仿真模型,计算该线路不同雷击情况下的雷电过电压;分析在线路易击杆塔装设线路避雷器对雷电过电压的抑制效果。结果表明,加装线路避雷器可以有效提高线路耐雷水平,减小线路及两端变压器的雷电过电压,计算结果为口木线防雷改造提供了依据。

输电线路任意点故障的数字仿真

本文在贝瑞隆模型基础上提出了一种能计算长线路上任意点短路的仿真方法，这种方法可以在电磁暂态仿真计算中，在任意时刻进行交直流线路中任意点故障的仿真计算且不需增加过多的计算量，同时可对冲击电流、瞬态过电压及谐波进行分析。文中给出了谐波分析结果并得出了各次谐波幅值与短路点位置的函数曲线，由此可分析谐波与故障类型及故障点之间的关系，并找出系统中产生最大谐波的短路点位置及故障类型。

广东500kV同塔四回线路相序排列的选择

文章对采用水平型杆塔、各回路导线呈垂直排列的500kV同塔四回线路参数的不平衡度进行了分析,比较了不同相序排列下的潜供电流和恢复电压、感应电压和感应电流。对于杆塔内侧的五邑—南沙和江门—顺德线路,采用相序3时的感应电压和感应电流仅为采用相序1时的50%左右,其潜供电流和恢复电压也有所降低;而对于杆塔外侧的台山—上稔和糯扎渡—顺德线路,采用相序3时的电磁耦合感应电压和感应电压也低于采用相序1时的情况,其静电耦合感应电压和感应电流、潜供电流和恢复电压则差别不大。为此,推荐广东500kV同塔四回线路采用相序3排列方式。

混压同塔多回输电线路绕击建模与评估

建立准确合理的绕击模型以评估混压同塔多回输电线路防雷性能,进而优化杆塔结构、配置绝缘和线路设计,对提高共塔多回输电通道安全性具有重要的意义。基于电气几何原理计算绕击率,考虑多层导线与地线的相互屏蔽效应和工作电压对击距的影响,并计及雷电入射角、地面倾角、弧垂变化多项因素;基于EMTP计算绕击耐雷水平,对杆塔采用多波阻抗模型,对线路采用J.Mart模型,并使用双指数波和先导发展法对雷电流及闪络过程进行模拟,由此综合建立了混压同塔多回路绕击计算模型。最后对一种新型混压同塔六回路绕击性能进行计算和评估,给出了相应的建议。

基于时域有限元的特快速暂态过电压仿真新方法

提出了一种基于时域有限元(TDFEM)的特快速暂态过电压(VFTO)仿真计算方法。针对传输线电报方程,首先对其进行空间上的离散和插值,并采用点匹配有限元法构造有限元方程,然后采用时间步积分法对电报方程进行时间上的积分和离散,最终得到传输母线暂态响应的迭代公式。针对集中参数元件,将其看作一个单位有限元进行处理,根据相应的电压电流约束关系得到了对应的迭代公式。通过与国际上认可的电磁暂态计算软件EMTP的计算结果进行对比,验证了本文方法的正确性。与EMTP的计算方法相比,本文提出方法的优势是可以获得传输线沿线所有点的电压和电流离散值,并可以考虑母线残余电荷电压的分布特性。

750kV GIS中快速暂态过电压的研究

随着超高压气体绝缘变电站(GIS)的广泛使用,由隔离开关(DS)和断路器(CB)操作引起的快速暂态过电压(VFTO)引发的绝缘事故也越来越多。以西北地区750 kV官亭GIS变电站为计算原型,利用电磁暂态程序(EMTP)对不同运行方式下GIS设备上的VFTO进行了数值仿真计算和分析,从而获得不同运行方式和操作方式下各节点的VFTO电压幅值、频率、陡度和波形等数据。根据计算数据对GIS和连接设备的绝缘配合和安全裕度进行了分析,为下一步开展VFTO现场实测提供了理论参考数据。

750kV同塔同窗同相序双回紧凑型线路的潜供电流和感应电压

使用电磁暂态程序(electromagnetic transient program,EMTP),建立了750 kV同塔同窗同相序双回紧凑型线路模型。研究了全线或部分采用同塔同窗双回紧凑型线路时的潜供电流和恢复电压、感应电压和感应电流问题。结果表明,从限制潜供电流和恢复电压、感应电压和感应电流考虑,若线路装设高抗,则不宜在全线采用同塔同窗同相序线路。对此,可以考虑在线路主体采用常规型线路、仅在线路走廊紧张的路段采用同塔同窗同相序布置线路的方案。若同塔同窗同相序线路较短,则潜供电流和感应电压可限制在合理的水平内。对于无须装设高抗的短线路,若能解决开断感应电流问题,也可以考虑在全线采用同塔同窗同相序线路。

分布参数输电线路的时变动态相量模型及其仿真

目前,随着大量的电力电子设备应用于电力系统,由这些设备而产生的更快的暂态现象已超出传统的基于“准稳态”假定的暂态稳定研究范围。所以,基于“准稳态”假定的暂态稳定研究已受到局限。时变动态相量突破了这种局限性,能够被用于分析那些更快的现象。该文把时变动态相量引入电力系统,对分布参数输电线路进行建模,以分析分布参数输电线路的电磁暂态过程,并对分布参数输电线路的模型进行了仿真。通过与EMTP的结果比较得出:作为一种介于电 磁 暂 态 模 型 和“准 稳 态”模 型 之 间 的 中间模型,时变动态相量模型能够定性地分析元件的电磁暂态过程,并能推广到一些既不能完全忽略电磁暂态过程,又不能完全用“准稳态”模型去分析的对象。

减小避雷线中电能损耗方法的研究

为减小系统正常运行时避雷线中出现的感应电流及其电能损耗,提出了利用复合阻抗隔离避雷线与杆塔(地)的方法,EMTP程序对该方法数字仿真的结果证明了它的可行性和有效性,但系统序阻抗也会随之改变,故有必要调整系统保护的整定,以满足系统对保护的要求。

磁控电抗器在右江500kV线路中的应用

我国超高压输电线路中普遍安装的固定高压并联电抗器显著地制约了传输功率,使线路电压过分降低。而磁控电抗器能平滑调节无功容量,抑制操作过电压和限制单相故障时引起的潜供电流。对磁控电抗器取代常规并联电抗器应用于三右—江陵500kV输电线路进行了研究,介绍了磁控电抗器的结构和基本工作原理,建立了磁控电抗器模型并在此基础上着重分析了磁控电抗器的特性。利用仿真验证了磁控电抗器应用于三右—江陵500kV线路抑制操作过电压和限制潜供电流的效果,以及磁控电抗器应用于超高压输电线路的可行性和有效性。

后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响研究

为分析负极性后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响,采用电磁暂态程序计算绕击耐雷水平、改进电气几何模型计算线路绕击跳闸率的方法,研究了首次雷击、与首次雷击相同以及不同回击通道的后续雷击下雷电流波形和幅值分布、杆塔高度和地线保护角对典型结构的110、220、500和1 000kV输电线路绕击耐雷性能的影响.结果表明:后续雷击的电流分布对线路绕击跳闸率影响极大,而后续雷电流波形影响很小;异回击通道后续雷击对500kV以下线路的绕击跳闸率影响很大,而对特高压线路影响较小;500kV线路有必要考虑后续雷击的影响;在线路首次雷击和异回击通道后续雷击绕击跳闸率为0的情况下,同回击通道后续雷击仍可能造成绕击跳闸.

配电系统电磁暂态仿真算法分析

随着分布式发电技术的兴起,配电系统的建模与仿真越来越引起人们的重视。文中首先总结了应用于输电系统电磁暂态的主流仿真软件的发展,然后基于几种常用的电磁暂态仿真软件以IEEE4节点配电系统算例比较了在正常和故障情况下各软件算法的特点。通过对算例结果的比较分析表明,稳态时得到的各仿真结果是完全一致的,而在暂态情况下,各程序对开关过程产生的间断点的处理方法有所不同。最后,说明了造成结果差异的主要原因,为配电系统暂态过程的准确仿真奠定了基础。

带并联电抗器的特高压输电线路故障性质识别

输电线路发生瞬时故障时,故障点处会产生变化过程复杂的电弧。为了分析电弧非线性特性对故障相母线电压高频暂态信号的影响,利用EMTP-ATP软件中的Models模块,建立了一、二次电弧模型;利用离散小波分析,提取故障相信号的高频成分,并计算固定时间窗内细节部分的谱能量值。瞬时故障与永久故障时,谱能量的变化趋势存在明显的差异,因此可以将连续时间窗内谱能量比值之和作为判断故障性质的判据。大量的电磁暂态仿真程序(electromagnetic transients program,EMTP)仿真及计算结果证明该判据可靠且有效的,适用于带并联电抗器的特高压输电线路。