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文档简介
1、P 1 超高压电网内部过电压分析P 2概 述 超电压电网: 300800kV 330kV (70年代中) ; 500kV (80年代初); 750kV (2006年)。 特高压电网: 1000kV ; 800kV 。 随着系统额定电压提高 电气设备绝缘裕度下降 1) 从经济方面考虑 ; 2)从设备制造方面考虑。 因此,超高压电网应更加重视抑制过电压水平。 P 3 表1 各电压等级电网工频过电压倍数与持续时间 表2 各电压等级电网操作过电压倍数电压等级1066kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV电压倍数( p.u. )2.51.31.41.31.41.31.41.31
2、.4持续时间2h0.20.5s0.1s0.1s0.1s0.1s电压等级1066kV110/220kV330kV500kV750kV1000kV操作过电压( p.u. )4.03.02.22.01.81.6(1.7)3P 4 过电压在电力系统中,由于雷电、系统中电磁能量的转换而 产生的电压升高,其值超过了系统的最高工频运行 电压。 电力系统过电压分两大类: 1、雷电过电压由于大气中雷电引起的电力系统电压升高; 2、内部过电压由于系统故障或操作引起的电力系统电压升高。 电力系统过电压是决定电网电气设备绝缘水平的依据。P 5 超高压电网内部过电压分两大部分研究内容: 1、超高压电网的稳态电压分析:
3、长线路电容效应 决定操作过电压幅值 工频电压升高 决定避雷器的工作条件 不对称接地引起的电压升高 持续时间长 对绝缘有影响 谐振过电压 应采取措施消除谐振 接在超高压电网母线上 并联电抗器 接在变压器的低压侧 潜供电流 (由超高压电网故障切除的操作方式引起的) 、恢复电压P 6 2、超高压电网的暂态电压分析: 合空载线路过电压 合空载变压器过电压 操作过电压 解列过电压 快速暂态过电压 内部过电压分析方法: 1)解析计算 计算复杂、困难 电网结构复杂 长线路、多结点 不对称 非线性元件 电网损耗电阻 优点: 物理概念清晰 P 7 2)数值计算 适用于复杂电力系统的电磁计算 仿真计算平台 - E
4、MTP、ATP 参考文献: 超高压电网稳态电压计算 内部过电压基础 电力系统过电压 特高压电网 期刊:高电压技术、电网技术 等 P 8第一章 超高压电网输电的基本特性 远距离 能源中心 负荷中心 大容量 线路输送的自然功率 Ue P0 P 一定: Ue 500kV线路 系统主网架 当系统输送容量翻两番时,应考虑上新的电压等级。 20eCUPZ2ii RP 9 1.1 输电线路两端电压与传输功率的关系 图1-1 输电线路简化等值电路图 线路首、末端电压的关系及线路电压降的表达式,如下各式: 12UURjXI12222mUUURjXIPjQRjXUUjU P 10 式中: 高电压线路: RX ,
5、若 R 0 : 当忽略线路电阻分量时,满足UU1时: Um表示U1与U2的数值差,它取决于负荷的无功功率Q2 ; U表示U1超前U2的角度大小,它取决于负荷的有功功率P2。 222UXQRPUm222URQXPU22UXQUm22UXPUP 11 有功功率由发电机供给。 无功功率: 容性无功称作无功功率源 电容器组、调相机、发电机 感性无功称作无功负荷 欠励磁的同步电机、感应电机、感性 静态负荷、输电线路的感抗、变压器、 交流与直流转换器、并联电抗器P 12 1.2 长线方程的稳态解 输电线路呈现分布参数特性 图1-2 长线的分布参数等值电路 线路X点的电压与电流方程: xshzIxchUUc
6、x22xshzUxchIIcx22P 13 式中: -传播系数 行波的衰减常数; 行波的相位移常数 。 无损耗线路: R0=0 G0=0 =0 行波的波长: (行波的相位相差为2的两点间距离) 0000Rj LGj Cj 00L C00cLZC0000221L CfL C0000CRj LZGj C线路波阻抗P 14 波速: 架空线路: 线路的电气长度: -全波长线路 -1/4波长线路 001fL C 3 510 km/s 00.06 /km6000kml2l2lP 15 长线方程的矩阵形式: 式中: 且满足 当 时,可得线路首、末端的电压与电流关系: 22IUACBAIUxxxxxxxChA
7、XxShZBCXCXZxShC12XXXCBA2211IUACBAIUllllxlP 16 无损耗线路 R0=0 、G0=0,则 无损耗输电线路的稳态方程解为: jCLj0000CLZCxchrxcosxjshrxsinxIjZxUUCXsincos22xZUjxIICXsincos22P 17 1.3 输电线路的自然功率 设输电线路末端带负载 Z2 ,则有 距线路末端x处的电压、电流为: 222IZU2222cossincossincXCZUUxjZIxUxjxZ2222cossincossinXCCUZIIxjxIjxZZ图1-3 长线路接负载电路P 18 若Z2 = ZC : 这时负荷阻抗所消耗的功率: -自然功率 线路首、末端的电压与电流为: U1与U2的相角差: 22cossinj xXUUxjxU e22cossinj xXIIjxI e222202CUUSPZZljeII21ljeUU21 lP 19
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