电力系统电磁暂态仿真软件

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,电力系统仿真为电力系统的规划、运行和控制提供了有效工具.就电力系统经常使用的离线电磁暂态仿真软件的历史、结构、功能和特点作一些介绍,并对其发展前景加以展望.

110kV输电线路耐雷性能的计算与仿真

通常用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量输电线路的耐雷性能和安全性。为了提高其计算精度,利用电力系统电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对跳闸率进行仿真计算,并结合目前带单避雷线和使用上字型直线塔的现状,改进了常用的电气几何模型(EGM)绕击特性分析方法。对比分析结果表明,改进后的计算方法和计算结果更加符合实际情况。同时对比分析了耐雷水平对跳闸率的影响,并对110kV输电线路提出改善耐雷性能的措施。

500k VGIS变电站雷击进线段塔顶雷电过电压的仿真研究

使用电磁暂态计算程序ATP-EMTP(ATPDRAW)就某500kVGIS变电站雷击进线段杆塔塔顶落雷引起的过电压进行建模与仿真,粗浅讨论了雷击进线段杆塔、杆塔冲击接地电阻、变电站运行方式等重要因素对雷电过电压的影响。

±800kV特高压直流输电系统换相失败分析

以特高压直流输电换相失败理论为基础,采用计算机辅助设计/电磁暂态模拟程序软件建立对应的±800kV双12脉动特高压直流输电系统仿真模型,仿真分析了逆变侧交流系统短路故障下对换相失败的影响。结果表明:当逆变侧交流系统发生三相接地短路或单相直接接地短路时,都会导致换相失败,致使换相失败的直接原因是逆变侧交流母线换相电压的降低;通过改变单相接地电阻的大小来调节交流母线的压降,可得到系统单相接地换相失败的临界电阻值为51Ω。

特征谐波对换流变压器的影响分析

阐述12脉动整流器的原理和特征谐波产生机理。以正在建设的糯扎渡至鹤山±800 kV高压直流输电工程为研究对象,分析换流变压器绕组中的特征谐波成分及其对换流变压器可能造成的影响。利用计算机辅助设计-电磁暂态模拟程序软件搭建其系统仿真模型,仿真验证谐波因素是导致换流变压器故障主要发生在二次绕组的重要原因之一,并针对该问题提出了3种解决方案。

基于PSCAD的±800 kV特高压直流输电仿真模型分析

以糯扎渡—鹤山±800 kV特高压直流输电系统为研究对象,利用电力系统计算机辅助设计和电磁暂态模拟程序软件(power system computer aided design and electric magnetic transient in DC system,PSCAD/EMTDC),建立交流系统、换流器、换流变压器、交直流滤波器、直流平波电抗器、直流输电线路的仿真模型,并在这个仿真平台上进行单极、双极全压仿真模拟分析,仿真结果表明所建模型较准确地模拟糯扎渡—鹤山特高压直流输电系统,可以作为研究特高压直流输电系统的有效工具。

真空断路器切除电容器组导致两相重燃的EMTP建模

断路器介质恢复强度不能耐受恢复电压的作用,会导致电弧重燃,产生很高的重燃电压。笔者应用EMTP对真空断路器切除并联电容器组导致两相重燃过程进行建模,并以广东电网某典型220 kV变电站为研究实例。仿真计算了重燃过电压最严重的工况,对比理论分析值,仿真结果真实可信。

35 kV输电线路灭弧间隙的仿真分析与试验

为解决35 kV输电线路普遍存在的雷害问题,提出一种新型灭弧防雷间隙(NALPG)装置。首先,为验证装置的可行性,论述装置的熄弧原理,研究电弧发展和熄灭的机理,并借助电磁暂态计算软件(EMTP)搭建雷击35 kV输电线路模型来分析装置熄弧之后的暂态运行过程。通过仿真得知NALPG具有降低雷击过电压和削减谐波分量的能力。紧接着构建试验电路进行工频电弧截断试验,得到整个熄弧时间仅需4.0 ms,且一段时间内电弧未重燃。防雷改造NALPG的实际挂网运行效果优异。

煤矿35kV供电线路防雷仿真分析

选取煤矿35 kV输电线路作为仿真研究对象,采用ATP-EMTP电磁暂态分析软件建立雷击输电线路的仿真模型,通过改变杆塔接地电阻值的大小和有无避雷线对雷击过程的影响进行仿真分析。仿真结果表明,当雷电流幅值为120 kA,雷击杆塔塔顶时,杆塔接地电阻为5Ω、10Ω、15Ω,受雷击杆塔电压分别为1.15 MV、1.38 MV、1.65 MV。未加避雷线时,受雷击杆塔电压为1.6MV,加装避雷线后受雷击杆塔电压为1.15 MV,仿真结果验证了35 kV线路全线架设避雷线可有效降低输电线路的过电压。

继电保护虚拟仿真实验平台的设计与实践

电力系统继电保护具有内容宽泛、原理复杂、学习难度大等特点。为提升学生对继电保护原理的理解,提高教学质量,设计了基于电力系统计算机辅助设计电磁暂态软件的继电保护虚拟仿真实验教学平台。该平台采用PSCAD/EMTDC虚拟仿真技术,开设了继电保护理论验证型实验和综合设计型实验。实验手段先进,方法灵活,操作方便,有效地调动了学生的学习积极性,培养学生的实操能力和创新能力。

基于混合式阀片的新型过电压防护装置的仿真研究

碳化硅(SiC)避雷器和氧化锌(ZnO)避雷器是过电压防护的主要设备.本文分析了基于SiC及ZnO混合式阀片的新型过电压防护装置及其阀片的组合方法;通过电磁暂态仿真软件模拟实际变电站中可能出现的雷击事故,分析SiC避雷器、ZnO避雷器及新型过电压防护装置的电压、电流特性,并对3种避雷器所吸收的能量以及温升进行综合对比.仿真结果证明,新型过电压防护装置的性能优于SiC避雷器和ZnO避雷器.

ATP-EMPT在高压电力电缆送电线路设计中的应用

该设计中通过ATP-EMTP建立高压电力电缆送电线路工程各种敷设情况的仿真模型,研究分析各段电缆护层感应电压及环流情况,提出电缆敷设型式及ATP-EMTP在高压电力电缆送电线路工程设计中的应用。

基于ATP-EMTP的电弧建模及工程仿真

采用电磁暂态计算软件(ATP-EMTP)仿真分析直流线路与接地极线路同塔共架线路杆塔遭受雷击后的响应。验证改进Mayr电弧模型对研究的适用性,建立具有频率响应的输电线路仿真模型、多波阻抗的杆塔模型、基于先导法的空气间隙击穿模型,分析接地极线路对直流线路反击耐雷水平的影响,以及接地极线路招弧角的放电情况。研究表明:由于接地极线路差绝缘的保护作用,直流线路的反击耐雷水平提高约45.9%;单极大地运行情况下,雷击点处多基杆塔的招弧角间隙建立持续电弧,引发接地极线路多点接地故障。