采用MOA的输电线路雷电响应分析模型

用ATP仿真研究了 110kV线路雷击响应的一些杆塔和线路模型 ,指出分段传输线模型是较合理的杆塔模型。仿真结果有助于制定用带串联间隙线路避雷器来降低线路雷击事故的相应措施。

Tesla变压器次级线圈电位分布

为研究Tesla变压器锥形次级线圈的电位和电场分布问题,建立了非均匀参数双传输线模型,采用差分方法获得波动方程的数值解。计算结果表明:脉冲形成线充电过程中,最高场强点从次级线圈小半径端逐渐向大半径端移动;脉冲形成线快速放电后,次级线圈场强最大点位于大半径端部;脉冲形成线不能正常放电时,次级线圈最大场强点也位于大半径端部,此时场强达到最大值,约为平均场强的1.5倍。

基于ANSYS的750kV输电线路绝缘子串电压分布仿真分析

绝缘子串采用超长串的750 kV输电线路,其电压分布不均匀尤为突出,直接影响着整条线路的安全运行。文中通过Gambit建立了750 kV输电线路绝缘子串三维电场实体计算模型,采用ANSYS有限元仿真软件确定了绝缘子串有无均压环两种情况下的电位分布,结果可信度高,这对检测低、零值绝缘子,确保输电线路的安全、稳定运行具有重要的意义。

含抽水蓄能电站与分布式能源的输电网联合规划多阶段模型

虽然能源消耗量仍在增加,但由于电力系统的管制放松、需求响应方案的应用、微电网和智能电网的实施等,系统峰值负荷正在下降,作为公共实体的输电系统运营商必须加强输电系统以保持电力系统的可靠性。为此,提出了一种含抽水蓄能电站与分布式能源的输电网联合规划双层模型。其中,上层从输电系统运营商的角度出发,最大限度地降低线路投资成本和从传统发电机和配电系统购买能源的成本,同时确保分布式能源投资的给定回报率;下层模拟市场清算以找到节点价格,用于计算配电商的利润和购买能源的成本。通过强对偶技术、big-M方法和互补松弛条件,将所提出的模型转化为一个单层混合整数线性规划问题,并在IEEE RTS-24母线测试系统中验证了其有效性。

配网输电线路自动化除冰后电力装置动态响应研究分析

电力装置作为铁塔与配网输电线路之间的关键连接部件,在保障输电线路安全运行方面发挥着重要作用。因此本文以500 kV输电线路为研究对象,对重冰区电力装置进行研究。实验结果表明,线路A3的动态张力在工况(4)的条件下达到最小,为63.22 kN。而线路A2的动态张力在工况(3)的条件下达到最大,为77.58 kN。在稳定的风力和冰雪载荷作用下,电力装置拉线在X、Y、Z三个方向上都有位移,并绕Y轴和Z轴旋转。在X-Y平面上,悬索在X方向的位移范围为-0.75~80.73 mm。在Y-Z平面上,悬垂绝缘子串在Z轴方向上的位移范围为-106.30~2.30 mm。在冰脱落后的前30 s,每根输电线路悬挂点的动态张力波动很大,并呈现急剧衰减的趋势。在30~60 s,则要缓慢得多。

AT牵引网贯通地线电位及电流分析

针对高速铁路高架桥区段贯通地线和信号电缆同沟敷设问题,采用计及接地电阻的贯通地线分段处理方法,结合现有模型建立全并联AT牵引网10导体传输线模型。分析了全并联AT牵引网正常以及TR短路故障情况下贯通地线电位和电流分布情况,对研究贯通地线与同沟敷设的信号电缆之间产生的电磁耦合影响具有一定的参考价值。

同塔双回输电线路相参数新测量计算方法

输电线路相参数是线路过电压计算的基本参数,获取同塔双回交流线路的相参数对于指导工程运行是必要的。为准确获得同塔双回交流输电线路的相参数,建立微分形式的输电线路方程,对微分方程用拉普拉斯变换与反变换进行推导,获得输电线路相参数与各相导线首、末端电压和电流关系的测量用数学模型。在不同方式下,多次同步测量各相导线首、末端电压和电流,将所测数据代入模型求解参数。经仿真验证,对100~500km的线路最大偏差为1.47%,可适用于任意长度同塔双回线路,是一种新的相参数测量获取方法,满足电力系统过电压计算对参数准确性的需要。

基于特勒根拟功率定理的直流输电线路故障测距

高压直流输电系统的网络结构和故障特性对线路故障测距方案准确度提出更高要求,对此,该文提出一种基于特勒根拟功率定理的直流输电线路故障测距方案。首先,在分析直流线路贝瑞隆模型的基础上,首次提出特勒根拟功率定理应用于直流线路故障分析的方案,并给出拟功率解析表达式。其次利用贝瑞隆模型构建拟功率基准值,并根据故障点处基准值与计算值相等的原则实现故障测距。最后,通过大量仿真,验证理论推导的正确性以及拟功率能有效反应故障位置,并验证该方案不受过渡电阻及故障类型的影响。该研究实现了低采样频率下高精度测距的目标。

基于PLC技术的配电网雷击信号检测系统设计

为加强配电网在遭受雷击后的安全性,需要及时对雷击信号进行检测,该文设计了基于PLC技术的配电网雷击信号检测系统。构建系统总体架构,硬件设计,重点研究了供电电源模块和PLC指令控制模块;软件设计,通过构建输电线路模型,获取时域内的非线性等效输电方程,以无电晕与有电晕为指标得到等效模型内的总电容以及有电晕条件下的分电容,计算雷电冲击下电压值,选取参考点为坐标,计算雷电冲击下电流值,完成雷击信号检测。实验结果显示,设计系统可有效检测雷电冲击下配电网的电压和电流值,误差控制在2%以内,延时约为1μs,并可检测不同电位点的电位差,实现配电网全方位雷击信号检测。

基于分布参数模型的高压输电线路故障测距算法

输电线路故障定位一直是电力系统亟待解决的难题 ,快速准确的故障定位对电力系统有极为重要的意义。由于传统的单端法故障测距易受过渡电阻和对端助增电流的影响 ;基于集中参数电路模型的故障测距算法又不适用于长线路测距。文中提出一种只使用输电线路参数和 2端电气量的基于分布参数电路模型的输电线路故障定位方法。并利用相模变化来减少实际线路的不换位和线路参数不平衡的影响 ,最后在模域求解故障距离。EMTP仿真结果表明 ,该算法具有很好的准确性和鲁棒性 ,而且受过渡电阻、故障类型。

架空配电线路雷电感应过电压计算研究

为了研究雷电感应过电压特性,指导架空配电线路雷电防护,分析了现有雷电感应过电压计算方法的不足,提出一种改进计算方法。该计算方法分为雷电电磁脉冲计算和雷电电磁脉冲激励下的多导体瞬态响应计算2个步骤,考虑了大地损耗对雷电电磁脉冲和多导体传输线瞬态过程的影响以及线路带有分支和集中参数元件的实际情况。通过与火箭引雷感应过电压实测波形的对比验证了计算方法的有效性。利用该文的计算方法对雷电感应过电压进行了计算分析,其基本特征表现为:雷电感应过电压为短尾波,在导线上距离落雷点最近处最大,并延导线逐渐衰减;大地损耗越大,最大雷电感应过电压值越大,但沿线衰减越快;雷电感应过电压的最大幅值受雷电回击速度的影响较小,受线路分支影响明显,同时与线路高度、线路与落雷点间距离为非线性关系。

特高压输电线工频磁场三维优化模型

电磁环境是建设特高压输电工程中需要深入研究的关键问题之一,提出在特高压输电线磁场计算中考虑线路的分布参数,根据分裂导线参数、相间导线距离、电压等级等确定线路的波阻抗,进而求得线上电流,然后推导出具有弧垂的架空悬链导线下工频磁场三维优化模型。算例分析表明:传统二维模型所计算出的磁场强度偏大;三维优化模型能够反映线路结构参数对磁场强度的影响,具有更高的准确性;相比于正三角常规型线路排列,倒三角紧凑型线路下方磁场强度明显减小。由该模型所得结果可为特高压分裂导线选择、相线排列方式设置、杆塔高度设计提供参考。

高压架空输电线路引雷对附近10kV架空配电线路雷击跳闸特性的影响

为分析高压架空输电线路对附近10 kV架空配电线路雷击跳闸特性的影响,首先选取珠江三角洲地区110、220、500 kV架空输电线路各1条作为试验样本,统计分析了高压架空输电线路架设前、后线路走廊范围内的地闪密度及雷电流幅值变化情况。然后采用规程法、电气几何模型、先导发展模型这3种方法,分析了架空配电线路直击雷受雷宽度与输、配电线路之间距离的关系。研究结果表明:高压架空输电线路引起附近10 kV架空配电线路跳闸率增大,原因是输电走廊内地闪密度和高幅值雷电流概率增大;且输、配电线路之间的距离越小,架空配电线路遭受直击雷的风险就越小。

电力线载波中传输线模型的建立及应用

本文根据均匀传输线理论 ,建立了传输线模型。利用此模型对电力线载波收发器的传输特性进行了测试 ,测试的主要内容包括 :传输距离和负载对传输特性的影响。实验结果表明 :随着距离的增加和电力线上负载的增加 ,信号传输的正确率降低。根据此实验结果 ,本文提出了收发器的优化设计方案 :提高收发器的发射功率、降低其发射频率。该方案在实验中取得了良好效果。

超高压同塔四回输电线路零序参数测量方法

现有超高压同塔四回交流输电线路零序参数测量方法存在很多不足之处。针对这些不足，同时考虑同塔四回输电线路零序耦合参数多，存在难以推导全部零序参数计算方法的问题。基于分布参数模型和传输线方程，提出了一种新型超高压同塔四回输电线路的零序工频参数精确测量方法。应用 PSCAD 建立500 kV 超高压同塔四回输电线路模型，对200~1900 km 的不同长度超高压同塔四回输电线路零序参数进行了仿真测量与误差分析比较。理论分析、仿真测试结果均表明，在不同长度同塔四回输电线路参数测量中，现有测量方法测量误差大，所提出的新型测量方法，可同时对零序电阻、零序电感、零序电容进行精确测量，且零序电阻误差在1.5%以内，零序电感和零序电容误差在0.9%以内，测量精度可满足实际工程测量的需要。

基于双端电气量的串补输电线路故障测距算法

装设串补装置的输电线路,由于与串联电容并联的保护元件金属氧化物可变电阻(metal oxide varistor,MOV)的非线性,使得一般线路的故障测距方法不能直接用于串补线路的故障测距。为此,在贝瑞隆(Bergeron)线路模型下推导了利用本端电压和对端电流计算本端电流的公式,并将推导公式运用于故障测距,提出一种串补线路故障测距算法,该算法利用双端电压电流进行测距,采用分布参数时域模型,理论上不依赖串补装置的模型,不受MOV非线性的影响。利用PSCAD和Matlab进行仿真,结果表明,该算法测距精度高,且不受故障类型、故障位置和过渡电阻的影响。

基于补偿电压的高压直流输电线路单端电气量保护

在高压直流输电线路分布参数模型的基础上,利用本端电气量计算保护范围末端补偿电压,根据本端电压测量值与保护范围末端补偿电压值构造保护判据。当输电线路区内发生金属性或低过渡电阻故障时,末端补偿电压值和保护安装处电压值极性相反,可以瞬时动作;当输电线路区内发生高过渡电阻故障时,根据耐过渡电阻值设定动作门槛,末端补偿电压值低于设定门槛,与相关保护配合可以延时动作。该保护原理与其他保护配合使用,具有完备的整定原则,故障后全过程都能投入运行。仿真验证了该原理的可行性。

基于局部反射理论的中压配电网电力线通信信道建模法

链路衰减是衡量载波通路传输质量的一项重要指标,为实现对信道衰减特性的预测,提出一种基于局部反射理论的中压配电网电力线通信(PLC)信道建模方法。利用电力线传输理论及局部反射理论,推导端接负载的传输线、不同特性参数的传输线级联情况下的电压传输规律。在此基础上,分别搭建中压配电网无分支线路、带分支线路及带负荷配电变压器线路的PLC信道数学模型。然后根据中压配电网拓扑结构,从配电网末端将所搭模型依次级联至载波信源处,得到末端节点与信源节点间的PLC信道模型,进而分析各节点处载波信号的传输特性。该方法原理简单,计算速度快,可移植性强。仿真及RLC电路实测结果表明了所提建模方法的正确性。

适用于低压电力线通信的集总参数线缆模型

为在实验室环境下模拟实际低压电力线缆的信道特性,需要建立电力线通信频段下的线缆集总参数模型。提出了一种通过电磁仿真方法获得分布电阻和电感,以及采用开路阻抗测量方法获得分布电容的方法,在此基础上得到线缆的传输参数并将传输参数转换为Y参数,建立π形等效电路。基于矢量匹配法求解π形电路各支路的无源等效电路,从而建立线缆的集总参数模型。通过对比分布和集总参数模型下传输和阻抗特性的计算结果,证明了集总模型的准确性。所建模型可以通过电路级联模拟各种长度的实际线缆。

输电线路雷击跳闸风险分布图绘制方法及其有效性验证

为了能更直观地反映区域输电网发生雷击跳闸的风险,定义了以雷电定位数据为基础的输电线路雷击风险,并依据输电线路跳闸率计算模型,建立了雷击跳闸风险评估模型。模型依据雷电反击输电杆塔的规程法和雷电绕击输电线路的改进电气几何模型,以雷电参数和地形地貌参数共同作用来计算输电线路雷击跳闸风险。计算中根据雷电参数和地形地貌参数具有空间分布规律这一特征,采用网格法将目标区域划分为若干个小网格,将统计所得的网格内地闪密度参数、地面倾角和典型杆塔参数代入雷击跳闸风险评估模型中求得网格的风险值。按照自然分割法将不同网格划分为相应的风险等级,用不同颜色表示各风险等级区域,形成了区域输电网的雷击风险分布图。相关性分析表明:相比地闪密度分布图,雷击跳闸风险分布图与输电线路雷击跳闸故障点分布的相关性更强。