特高压交流输电线路仿真研究

1、.大学 毕业设计（论文）题目： 特高压交流输电线路仿真研究 学 生 姓 名： 学号 学 部 （系）： 机械与电气工程学部 专 业 年 级： 电气工程及其自动化专业 指 导 教 师： 职称或学位： 硕士 年 5 月25 日目 录摘要1关键词1Abstract2Key words2前言31特高压输电技术及仿真软件介绍41.1 我国选择特高压输电的技术优势与经济优势分析41.1.1 特高压输电的技术优势41.1.2 特高压输电的经济优势41.2 我国特高压电网建设存在的技术问题41.3 实时数字仿真器RTDS简介51.3.1 RTDS的硬件51.3.2 RTDS软件51.3.3 RTDS的功能与应用

2、领域62特高压交流输电线路电气特性仿真分析82.1 特高压交流输电线路电气特性仿真82.2 电容电流的仿真与理论分析112.3 高频分量的仿真与理论分析132.4 非周期分量的仿真分析152.5 故障工况与存在的问题173仿真结果与讨论21结束语22参考文献23致谢23附录24华中科技大学文华学院毕业设计（论文）特高压交流输电线路仿真研究摘 要就我国而言，交流特高压电网为1000kv电网。与超高压电网相比，特高压电网输电线路单位电感电阻比大，分布电容大，线路长度更长：在故障、分合闸操作等条件下，特高压系统呈现出更加明显的电磁暂态过程。本文利用电力系统实时数字仿真器RTDS，分析了1000kv特

3、高压输电线路分别在故障暂态过程、空载合闸、高阻接地等条件下相关电气量的特性；并通过理论分析，讨论了特高压电网继电保护所面临的特殊问题。仿真结果认为交流特高压输电线路产生的分布电容过于巨大，接近于高阻接地电流，因此必须对线路分布电容进行补偿；在故障、空载合闸、区外故障切除和重合闸等暂态过程中分布电容引起的暂态电流中含有相当的高频分量，其频率仅为基频的5倍，从而使得线路两端的电流电压波形发生严重畸变，造成比相式距离保护的动作时间延长；在故障和操作后产生的非周期分量衰减周期长，且幅值接近于基频分量，衰减周期长将导致距离保护的暂态超越，而衰减幅值将使得继电保护装置误动作。关键词：交流特高压；实时数字仿

4、真；继电保护UHV AC Transmission Line SimulationAbstractIn China, the AC UHV is 1000 kVCompared to EHV(extra-high voltage)，1000 kV line has more distributed capacitance distance and larger proportion of reactance and resistance，which results in obvious transient state while fault loading or operatingThis p

5、aper analyses the characters of fault transient process，connecting unloaded line，high resistance grounding through RTDS，and discusses their influence on UHV transmission line protection, The simulation results that the istributed capacitance 1000 kV lines is too large，and close to the current of hig

6、h resistance grounding So it's necessary to compensate lines distributed capacitanceDuring the transient process of fault，no-load switching and reclosing，the high frequency current will be caused by distributed capacitanceIts frequency is only five limes of basic frequencyAs a result，voltage and

7、 current waveforms will be seriously distored，the time of phase-distance protection will be delayedAfter the fault and the operation，non-cycle component has a long decay cycle and big amplitude dose to basic component. The long decay cycle will lead to transient beyond in distance protectionthe big

8、decay amplitude will lead to the misoperation of protection deviceIn the improved of distance protection，paper uses half of compensation methods in at both ends of the lineIn the simulation results，this method will make the values of measured impedance are purely resisitive basicly，and distance prot

9、ection device can function properlyKey words：AC UHV；RTDS；relay protection前 言为了提高输电的经济性能，不断满足大容量、长距离输电的需求，电网的电压等级不断提高。自1891年世界第一条138kV输电线路建成使用以来。逐步发展到高压20、35、66、110，134、220、230 kV；上世纪50年代后迅速向超高压330、345、380、400、500、735、750、765 kV发展；60年代末，开始进行1000、1100、1150、1500 kV电压等级特高压输电工程 的可行性研究合特高压输电技术研究。尽管美国迄今尚未在

10、工程中采用特高压输电技术，但其研究和试验是非常完善的。美国特高压研究包括两个电压水平。通过这一系列研究和试验，证明了交流特高压输电技术的可行性。日本决定采用百万伏级特高压输电技术，主要是从解决线路走廊紧张、电网的稳定性和短路电流超限等角度考虑的。为了确定特高压交流输电电压等级，日本对最高运行电压800、1100、1200、1500 kV四种方案，日本得出的主要结论是：800 kV线路输送能力较低，单位传输功率成本高，从经济、环境以及占用土地几个方面考虑都不适合日本的情况；1500 kV线路虽然需要的回路数少，输送容量大，但在输电线路设计、设备制造等方面存在难以预料的困难。我国在2005年4月，

11、明确了我国交流特高压标称为1000kV。设备最高电压为1100kV：特高压直流额定电压为±800kV。我国早在20年前便立项研究交流特高压输电技术。截至2006年底，国家电网公司对有关交、直流特高压输电技术的重大问题进行了深入研究，并组织开展了特高压电网规划与论证，完成了国家电网特高压骨干网架总体规划设计和特高压输变电工程可行性研究工作； 国家确定晋东南荆门输电线路为交流特高压试验示范工程的优选方案，其主要原因是因为该工程以华东和华中两人电网作为支撑，功率调节灵活，安全性好，适应性强，可以全面考核设备，验证性能，有利于推进电力技术自主创新，是试验示范工程的理想方案。截至目前，国家电网

12、公司已经完成该工程的可行性研究；使我国电力工业在多个方面实现了突破。本文主要通过电力系统实时数字仿真器RTDS仿真研究了特高压交流输电线路在故障暂态过程、空载合闸、高阻接地等条件下相关电气量的特点，即电容电流、高频分量及非周期分量：运用RTDS仿真软件对电路进行仿真，得出仿真波形和结论。1 特高压输电技术及仿真软件介绍1.1 我国选择特高压输电的技术优势与经济优势分析1.1.1 特高压输电的技术优势交流线路输送的功率、线损和电压的关系可用下面几个公式来表达：输送功率：= （1-1）导线电阻；R= /s （1-2）线损： = = （1-3）式中的U为线路电压；，为线路长度；R为导线电阻；为功率因

13、数。从 （1-1）、（1-3）式可看出：(1) 输电电压U提高后在I，不变时输送功率P可增大。(2) 在有同样的输送功率时，由于输电压U的提高，线损将会减少，这样将会带来经济效益(3) 由式（1-3）还可看出当输送输率P及线损一定时。为提高输电电压，则输电距离也增大，这为解决远距离电力输送，提供了理论依据。(4) 输电电压越来越高的原因还在于以下三点：第一是对线路走廊的考虑。第二是对短路电流的考虑。第三是系统运行可靠性、经济性的要求。 输电线路输送的功率与输电电压和电流的乘积成正比远距离输电线路的输电能力与输电电压平方成正比，与线路阻抗成反比。1.1.2 特高压输电的经济优势与超高压输电相比，

14、建设特高压可以大量节省原材料，节省土地占用面积，减少输电损耗，降低建设和运行成本，从经济角度上讲。特高压输电具有明显的优越性：节约设备成本；节约建设成本；节约输电成本；提高输电走廊利用率。1.2 我国特高压电网建设存在的技术问题由于世界上没有任何一个国家建设1000 kV或更高的受端网架，包括前苏联和日本也只建设过单一输电线路，而不是网架，所以我国在建设特高压过程中面临许多关键性的技术问题。 (1) 特高压网架的安全稳定性问题 (2) 高海拔、重污秽闯题 (3) 无功功率的补偿问题 (5) 特高压直流输电线路的绝缘配合设计问题 (6) 生态环境问题 (7) 关键设备的研发问题 (8) 特高压继

15、电保护所面临的新问题综上所述，我国对特高压电网的研究虽然已有20多年的时间，但许多技术尚未成熟，没有实际建设的经验，因此必须在借鉴他国经验的基础上，借助特高压试验基地和现有的仿真技术。提前解决一些可以预料到的技术问题。1.3 实时数字仿真器RTDS简介RTDS是计算机并行处理技术和数字仿真技术发展的产物，是一套专门用来对电力系统电磁暂态过程进行全数字模拟的计算机装置其模拟电磁暂态过程的原理和算法与电磁暂态程序EMTDC相同，是EMTDC的实时化。仿真步长为50100 us，频率响应精确到3000 Hz。1.3.1 RTDS的硬件RTDS硬件的基本单元称为Rack，每个Rack主要由3种功能卡组

16、成，分别为：处理器卡TP，工作站接口卡WIC，层间通信卡IRC。每个Rack包含1块WIC卡，1块IR卡，18块TPC卡或者12块3PC卡。或者TPC和3PC的组合，总数不能超过18块。一个柜子可以装l3个Rack每个Rack可以独立使用。一套RTDS装置可以包括几个或几十个Rack，不同的Rack相互连接可以组成较大规模的仿真器。Rack的数量决定了仿真系统的规模。以中国电力科学研究院引进的RTDS系统为例(如图1-1)，服务器和主机工作站用局域网(LAN)电缆通过网络集线器(HUB)与各个Rack相连，每个Rack在局域网中有唯一的IP地址。局域网中的所有工作站都可以通过网络远方调用各个R

17、ack。信号放大器可以将仿真信号放大，然后输入到被测试的装置，进行各种继电保护试验，实现装置的闭环测试；若只进行仿真，则可以去掉信号放大器。 图1-1 RIDS网络接线图1.3.2 RTDS软件RTDS的软件由3个不同的层次组成，分别为：高层次的图形用户界面、中层次的编译器和低层次的WIC多任务操作系统。所有用户与仿真装置之间的联系是通过图形用户界面PSCAD来完成的。PSCAD的PC机版称作PSCADPSCAD的软件模块如图1-2所示。 图1-2 PSCAD软件模块图文件管理(FILEMANAGER)模块是PSCAD的上层文件，用户可以通过它进入图形驱动系统，这个基于图符文件的管理系统帮助用

18、户维护大量的研究事件及许多与之相关的文件，所有其它PSCAD模块都在文件管理模块层中调用。绘图程序(DRAFT)是用来编辑电力系统电路及输入与之相关参数的预处理模块，这样用户在描述所研究的系统时就不用生成数据文件而只需简单地绘图就可以完成。T-LINE模块是专门用来输入输电线路的软件，它所接受的信息是输电线的几何尺寸及导线型号等输电线参数。MULTI-PL和UNPLIT模块可以将仿真中捕捉到的信号生成表格，绘制曲线，然后用于分析、评价并以报告的形式打印输出。在MULT2PLOT模块中傅立叶分析和谐波计算是功能较强的分析手段。TPC卡可以模拟大多数常规的电力系统元件，3PC卡与TPC卡兼容但性能

19、大幅度提高。3PC卡除补充、还完善了原有的元件模型。RTDS编译器的作用是将用户绘图软件(DRAFT)输入的系统图形及数据转化为信号处理器所需要的并行处理代码系统编译后，会生成一个针对某一特定情况的表明每个处理器作用的用户可读文件(map文件)，这个文件还同时指定了用户用来与实际铡量电路、保护装置及控制设备相连接的I0口。1.3.3 RTDS的功能与应用领域与物理动模试验相比，RTDS仿真装置具有非常好的灵活性和准确性，是一个全数字化的电力系统电磁暂态(EMTP)模拟装置。它是一种取代暂态网络分析仪和模拟式或数模混合式模拟装置的经济而高效的方案。(1)输电线路故障测距的研究(2)固定串补(FS

20、C)与可控串补(TCSC)中的仿真研究(3)发电机励磁系统研究(4)同期装置及各种继电保护装置实验(5)HVDC系统特性及其控制模型研究2 特高压交流输电线路电气特性仿真分析目前，对电力系统的仿真手段主要包括物理模拟和数字仿真。模拟仿真更接近实际的电力系统，但它耗费及占地面积大，接线复杂，且一旦成型元件参数不可改变，调整运行方式困难。数字仿真可克服模拟仿真的这些缺点，在众多数字仿真设备中，实时数字仿真系统(简称RTDS)以其优越的性能广泛应用于电力系统设备的闭环测试中。本章以特高压试验示范工程的试验线路为基础，分析其电气特性，并利用RTDS进行仿真分析。2.1 特高压交流输电线路电气特性仿真国

21、家电网公司晋东南至荆门特高压交流试验示范工程起始于山西常治，经河南南阳，南至湖北荆门，跨越黄河、汉江两大河流，全长653.8 km，系统额定电压1000 kV，最高运行电压1100 kV，自然输送功率500万kW。其系统等值线路如图2-1所示。图2-1交流特高压试验示范工程等位系统围输电线路的基本参数是电阻(R)、电抗(X)、电纳(B)，电导(G)它们决定了输电线路和电网的特性对于超高压、特高压输电线路来说，电阻主要影响线路的功率损耗；电导代表绝缘子的泄漏电阻和电晕损失，也要影响功率损耗：电感决定电网潮流，即有功和无功的分布，影响输电线路的电压降落和电力系统的稳定性能；分布电容产生的电容电流不

22、仅影响输电线路的电压压降。而且也影响输电效率和电力系统的有功和无功分布。(1) 单位长度的线路参数计算特高压输电线路与其他输电线路一样，在进行电力系统分析时，用串连的电阻R和电抗X。以及并联的电纳B和电导G进行模拟。线路阻抗Z=R+X，线路导纳Y=G+B。由于三相对称，通常用输电线路的相参数来描述输电线路的电压、电流等之间的关系。在电力系统分析时，本文采用形网络，代表整个输电线的阻抗和导纳及其电压和电流关系。II形网络电路如图2-2所示。图2-2输电线路的II形等值电路电感的大小由导线本身的几何尺寸和结构、导线间的距离和空间的磁导率决定其每km电线对称分裂导线的电抗为： =6.28×

23、 （2-1） 其中GD为相间几何平均距， 为三相输电线距离：N分裂导线的子导线数；A 分裂导线的圆周半径；GR导线的几何平均半径。输电线对称分裂导线每km的电纳Bo为： =（1.744×） （2-2）式中：r导线半径输电线没km的电阻为： （2-3）每km子导线的电阻，km；导线材料的电阻率，km；S导线的额定截面，； (2) 特高压与超高压线路参数比较根据式(2-1)、(2-2)、(2-3)可知，超高压，特高压输电线路的电抗、电纳和电阻由子导线数、子导线半径、分裂导线直径和相间导线距离决定。对于同一电压等级的各种超高压、特高压输电线路来说，单位长度的电抗、容抗和电阻会有一定差别。表

24、2-1列出的是特高压输电线路与超高压线路的典型电阻、电抗和电纳有名值和折算到500 kV的标么值。表2-1特高压和超高压输电线单位长度的电阻、电抗和电纳值参数500kV765 kV1100 kV 1500kV 分裂导线（mm）4×3004×6858×90012×685子导线间距（cm）4264.8106.9128.0相间距离（m） 1313.922.023.8（km）0.026250.011990.0052610.004192（km）0.2840.2780.24350.2433（Skm）3.910×4.119×4.650×4

25、.654×（pukm）1.05×0.205×0.043×0.019×（pukm）1.136×0.47×50.201×0.108×（pukm）9.775×24.105×56.268×104.725×注：、以500Kv、100MVA为基值的标么值。以500 kV输电线路为基值的特高压输电线路的 , 和 与超高压输电线路的比较。如图2-3所示从表2-l和图2-3可以看出，随着线路额定电压的升高，和迅速减少，而却快速增加。图 2-3特高压线路基本电气参数与超高压线路的比较(

26、3) 1000 kV系统电气量特性分析与常规电压和超高压输电线路相比，特高压输电线路有着明显的特点：单位电阻与单位电感的比值明显偏小；单位长度的分布电容明显偏大表2-2为各电压等级输电线路单位长度的分布电容值，表2-3为各电压等级输电线路单位电阻电抗比。表2-2单位长度分布电容值电压等级（kV）2203305007501000正序电容（）0.861.1131.231.3671.397零序电容（）0.6050.7630.840.930.9296表2-3单位电阻电抗比电压等级（kV）2205007501000XR33.510132035综合分析1000 kV系统特性，其与常规电压等级相比较，出现或

27、可能出现以下几个电气量特性：1）较大的分布电容必然产生很大的电容电流，导致系统容性无功功率远大于系统的感性无功功率。2）短路过程中分布电容产生的高频分量可能距离工频很近，且幅值接近于基频，使得各种继电保护装置的整定值失效。3）由于电抗与电阻的比值偏大，短路过程中非周期分量衰减常数必然较大，这将影响距离保护的保护算法而导致暂态超越。4）故障尤其是高阻接地时故障分量可能比较小，使得各种继电保护装置出现拒动现象。2.2 电容电流的仿真与理论分析利用RTDS仿真器建立图2-1所示仿真模型，其线路参数和高抗参数分别如表2-4与表2-5所示其他参数分别见附录1至附录4。表2-4 线路参数项目晋东南南阳南阳

28、荆门导线型号8×LGJ500358×LGJ50035额定工作电压1001000最高工作电压11001100线路长度350363282291 以下参数源自2005年11月12日电科院系统高抗配置方案的研究报告正序电阻R1（km）0.007580.00801正序电抗X1（km）0.263650.2631零序电阻R0（km）0.154210.1563零序电抗X0（km）0.83060.7821正序电容C1（km）0.0139700.013830零序电容C0（km）0.0092960.008955表2-5 高抗参数项目晋东南南阳南阳荆门晋东南侧南阳侧南阳侧荆门侧额定容量（三相Mva

29、r）960720720600额定电抗（）1260168016802016额定电压（kV）1100110011001100TA变化20001200012000120001饱和特性 在0140额定电压时，电抗器伏安特性为线形。在磁化特性曲线上，对应于1.4倍和1.7倍额定电压的连线平均斜率不得小于非饱和区域磁化曲线斜率的501000 kV系统的输电线路，由于采用了多根分裂导线，线路感抗减小，而分布电容增大(表2-6为分裂导线对感抗和容抗的影响)，产生的电容电流比500kV和750kV更大高压长线的分布电容导致对地电容的增加，这是一个基本的电气现象，在一般的高压线路上，这个问题并不严重，但是随着电压

30、等级的增高，单位长度的分布电容相应的增大，电容电流就明显增大，表2-7列出了各电压等级下每百公里的容抗和分布电容电流(有效值)。表2-6 导线分裂对感抗与容抗的影响子导线数总面积（）分裂间距（cm）分裂导线直径（cm）（km） （kV）（km）（kV）125150.5561.000.18881.002254445450.4330.780.14960.793262545520.3900.700.13560.724254445650.3570.640.12520.6652392920.3190.570.11140.59824001020.2580.470.10560.561225391270.21

31、50.390.0960.51注：相间距离GD=14m表2-7 各电压等级线路容抗和电容电流值(100kU)线路电压（kV）正序容抗（）正序容抗（）电容电流有效值（A）220370052603433028604170665002590379011175023283422186100022783425253根据晋东南南阳荆州1000 kV交流特高压电流示范工程(如图2-4)的线路参数计算分析，当线路的并联电抗器不投入运行的时候，波阻抗为242.5 ，每百公里的充电功率为533 MVA，自然功率为4546 MW，传送自然功率时候的每相负荷电流为2500A，而每百公里的电容电流为253 A，363km

32、线路为919A，达到额定负荷电流的37%左右。若不对线路的分布电容进行感性补偿，则电容电流的值将非常大，图2-4为没有补偿的晋东南南阳线路的电容电路仿真电流图，其峰值达到1300A，此时的电网及其不安全、不稳定，对设备造成比较人的危害。图2-4 晋南线未补偿时的电容电流仿真在特高压线路上。高补偿度的并联电抗器的接入将大大削弱了线路分布电容的作用。仍以晋东南南阳荆州线路为例，线路两端和中部均架设并联高抗后(83.5%)，线路的稳态电容电流值大大下降，其峰值仅为95 A左右，如果图2-5所示。图2-5 晋南线补偿后电容电流仿真图2.3 高频分量的仿真与理论分析高压电力系统的故障都会产生从工频到高频

33、的故障分量，有效提取与应用其中与故障相关的各种信息，是提高现有继电保护性能的出发点之一。由于特高压线路的分布电容比较大，在故障、空载合闸、区外故障切除和重合闸等暂态过程中，由其引起的暂态电流中含有相当的高频分量仿真中在距离保护300 m处设置故障，分别对某500 kV线路和750 kV线路和1000 kV进行暂态电流频谱分析(如图2-6、2-7)。 图2-6(a) 500 kV系统故障电流频谱图图2-6(b) 750 kV系统故障电流频谱图对于特高压线路，故障电流中除有一很大的衰减直流分量外，还存在非整次高频分量，其大小与短路发生时刻有关，而频率(250 Hz左右)比超高压系统产生的高频分量更

34、加接近工频图2-7为示范工程晋东南南阳线路在南阳侧发生单相接地故障的时候晋东南侧测量到的故障相电流频谱图(故障后2个周波)以及最小运行方式下晋侧故障电流高频分量频谱随着故障点的变化图。仿真分析表明；该非整次高频分量的频率是随短路点变化的，短路点距离保护越远。该频率越接近工频。图2-7(a) 1000kV时系统故障电流频谱图 图2-7(b) 高频频率随短路点变化图2.4 非周期分量的仿真分析在故障和操作后，为了维持线路上的电感元件上的电气量不突变，产生了衰减的非周期分量。具体来说。特高压线路上的非周期分量分为两类：一是输电线路自身电感产生的非周期分量，称为基本非周期分量；一是并联电抗器产生的附加

35、非周期分量以三相故障为例，二者的流通图如图2-8所示。图2-8 非周期分量流通图设电源电动势为，短路后并联电抗器端电压下降为，对于和的相关讨论见表2-8。表2-8 非周期分量的特点参数幅值衰减时间常数大小为零，最大（+)最大，为零由于并联高抗的数值较大，所以附加非周期分量的衰减时间常数相对来说比较大，但是从附加非周期分量的幅值上看，由于较大，其幅值相对来说是比较小的。对于基本非周期分量，表2-8中列出的是只考虑线路本身电阻电抗的衰减时间常数。当故障发生在发电机出口的时候，其衰减时间将会变得更长。与常规电压等级线路以及500 kV、750 kV线路相比(如表2-9)，值将会相对增大，所以一般来说

36、，1000 kV系统中的暂态非周期分量的衰减时问比较长。表 2-9各电压等级衰减时间常数电压等级衰减时间常数220kV33.516ms500 kV101340 ms750 kV2065 ms1000 kV35100 ms图2-9为示范工程RTDS仿真中距离晋东南保护63km处单相接地故障时晋东南侧暂态电流图以及频谱图(两个周波)，可以看出此时衰减时间常数便已经达到了110 ms左右，并且大小还要大于基频分量。通过理论分析和仿真验证，由于特高压线路的并联电抗器电抗值较大，附加非周期分量在暂态电流中所占的比例远小于基本非周期分量，所以一般来说，对非周期分量的研究可以集中于基本非周期分量上。 时间s

37、图2-9(a) 晋侧暂态电流波形图图2-9(b) 晋侧暂态电流Ia频谱图 2.5 故障工况与存在的问题利用RTDS建立如图2-10所示模型。南阳右侧处K4点A相接地短路，仿真设置为：故障时间为0.60666s，故障持续时间为0.11s，对于南阳右侧单相接地短路，断路器CB3、CB4故障后0.07s(0.67666s)动作，CB3故障后1s(1.60666s)重合，CB4故障后1.05 s(1.67666s)重合。 图2-10 RTDS 仿真模型华北电网等值电源设置：发电机容量700 MVA，正序阻抗为2592857，华中电网等值电源设置：3500MVA，正序阻抗51.857。变压器T1设置：容

38、量700 MVA，变比11001100，正序漏电抗标幺值是0.15：T2设置：容量3500 MVA，变比11001100。断路器的合闸电阻是600，旁路合闸电阻时间是0.01 s测量数值为晋东南处和南阳左侧的电压、电流。 在线路内外各短路点模拟了单相三相接地短路，得出了相应的各处电流电压暂态波形。对各电流电压暂态波形进行观察与分析后，发现存在问题的故障工况是当K4点发生K(1)K(3)接地短路后，接着CB3CB4跳闸此时，晋西南至南阳363kM线路的过电压值及差动保护的差动电流都严重越限。仿真图形如下：(1) A相故障A相跳闸重合闸图2-11 分布参数模型首端东南A相电压/kV图2-12 分布

39、参数模型首端东南A相电流/kA图2-13晋东南与南阳左侧A相电流和(差流)/kA(2) A相故障三相跳闸重合闸图2-14分布参数模型首端晋东南A相电压/kV图2-15分布参数模型首端晋东南A相电压/kV 图2-16晋东南与南阳左侧A相电流和(差流)KA(3) 三相故障三相跳闸图2-17分布参数模型首端晋东南A相电压/kV图2-18分布参数模型首端晋东南A相电压/kV 图2-19 晋东南与南阳左侧A相电流和(差流)kA3 仿真结果与讨论仿真结果分析如下：(1) 对363KM的晋一南线来说，若晋西南侧处于特殊小的运行方式(即一台700 MVA电机)，同时在南阳侧外部故障切除后，将产生严重过电压(超

40、过1.7 p.u.)并产生很大的自激振荡电流，一般电流差动将误动。(2) 上述情况以三相短路三相跳闸为最严重，但单相短路单相跳闸及单相短路三相跳闸时上述情况同样存在。(3) 上述情况与系统运行方式有关。以最小运行方式时最为严重，最大运行方式时不太严重。(4) 南京特高压会议曾决定当CB2三跳时联跳CBl，但仿真看出，CB3三跳时也要联跳CBl。即使是在291KM线路上单跳单重，晋一南线过电压时间也超过允许值数许多，也要求联跳CBI。如上述。在654KM线路上任何地点故障，CB1，CB2，CB3，CB4，都要同时跳闸。CB2，CB3存在意义不大。结束语发展特高压电网时解决能源资源与生产力布局不均

41、衡问题的有效措施，也是优化我国电力发展方式的必然要求当前，我国电网骨干网架以500 kV交直流系统为主，较大幅度增加电力输送能力和规模受到严重制约，为实现“西电东送、南北互供、全国联网”的战略目标，急需加快建设电压等级更高网架结构更强、资源配置规模更大的以特高压交直流系统为核心的特高压骨干电网，这对于适应国民经济发展对电力工业的要求，促进电力产业技术升级和可持续发展，提高输电走廊利用率，解决电网短路电流水平等具有决定意义。本文具体完成以下工作：(1)本文完成了常规电压、超高压以及特高压输电线路特点的比较。理论分析了特高压输电线路的电气特性，指出特高压输电线路的单位电阻与电位电感的比值明显偏小，

42、且单位长度的分布电容明显偏大(2)本文利用RTDS仿真研究了特高压交流输电线路在故障暂态过程、空载合闸、高阻接地等条件下相关电气量的特点。即电容电流、高频分量及非周期分量；并与课题组成员共同提出了特高压输电线路在单相三相接地短路时的5个特殊问题。(3)利用仿真结果，本文完成了特高压交流输电线路所面临继电保护问题，即电容电流、高频分量及非周期分量对缀联差动保护与距离保护影响由于本人时间及能力有限，本文还存在以下方面的不足：本文研究的仅仅是特高压输电线路的电气特性，并未对变压器，电抗器等电力设备进行研究，而且在仿真中仅将它们模型化，因此本文缺乏系统整体性的研究。参考文献1 漆振使中外电力工业发展概况武汉：湖北中试所技术报告，19872 刘振亚主编特高压输电知识目簪北京:中国电力出版社，20063 张悦中浅谈我国高压直流输电和特高压输电内蒙古石油化工，2006。32(5)：90-924 郑键超关于我国交流输电更高一级电压选择电网技术。1995，19(1)：3-85 傅霞飞建设特高压输电的技术研究高电压技术，2005，29(2)：16-186 张文亮，吴维宁，胡毅特高压输电技术的研究与我国电网的发展高电压技术，2003，29(9)7 蒙定中特高压电网质疑中国投资,2005，12：97-1008 万保权，邬雄，路遥等交流