工频过电压仿真测量5页

1、实验六 工频过电压仿真测量预习要求1熟悉三相线路正序、负序、零序的概念及有关计算。2熟悉长线路电容效应的原理及长线方程、传递系数的概念和有关计算。3熟悉单相接地系数的概念及有关计算。4初步了解ATP-EMTP软件。一实验目的1加深理解空载长线路工频电压升高的原因及其改善措施。2掌握使用开路试验和短路试验测量输电线路参数的方法。3学习了解ATP软件及其基本使用方法。二实验内容1仿真长线的开路试验和短路试验，求取给定线路的正序、负序、零序参数，包括、和、。2仿真测定空载长线路电容效应过电压：1）在无限大电源条件下仿真测定给定线路的传递系数。2）在有限大电源条件下仿真测定给定线路的传递系数和电压升高

2、倍数。3）在有限大电源条件下仿真测定给定线路首端、末端和其它位置分别补偿电抗器情况下的传递系数和电压升高倍数。3仿真测定给定线路末端单相接地系数。4将仿真测量的结果与依据线路参数计算的结果进行比较和分析。三、实验说明1 ATP-EMTP仿真软件EMTP（Electro-Magnetic Transient Program）是一种主要应用于电力系统电磁暂态分析的计算程序，也可以理解为一种模型算法，即针对电力系统中各种复杂电磁暂态现象的模拟，提供基础的器件模型，用户可根据实际问题合理选用，从而实现对于实际系统的仿真计算。EMTP程序中使用的许多模型或模块，都经过了实际线路的实验验证，因而这种方法是

3、当前电力系统暂态分析研究中广泛采用的一种方法。基于EMTP思想发展出的程序很多，除本实验所用的ATP外，还有pscad/emtdc, Netomac, PSIM, Microtran，DCG/EPRI EMTP，EMTP/RV等。本实验使用ATP-EMTP软件，模拟一套单机系统，如图6-1所示，包括三相电源、三相线路、以及三相补偿电抗器，要求模拟完成（仿真计算）该系统本实验内容中指定的测量。模拟系统电压等级采用750kV，电源等值电抗（包括、）取值838.2mH，线路长度取230km，补偿电抗器取值5207.2mH，系统的其它参数取值见附录6-1。图6-1模拟750kV电力系统示意图2基本原理

4、无损的三相对称线路，其首末端电压和电流满足如下的长线方程：其中， ：线路阻抗，单位为：相位系数，单位为km，（为电源角频率，、分别为输电线路单位长度的电感和电容），在空气中约为0.06km：线路长度，单位为km通常，对于指定的线路，为已知，可通过测量、首先得到和，再根据及，算出和的值。而使用开路试验短路试验法，是利用线路末端开路时、末端短路时这两种特例情况，只需测量对应的和即能解出和，从而得到线路的和值。3实验方法1）测量线路参数a）测量线路正序和负序参数时，可直接将三相正、负序电源加在线路上，线路末端取开路和短路状态，测出对应的入端阻抗、，然后解出对应的、和、，进而求出线路的正序参数、和负序

5、参数、。b）测量线路零序参数时，可将三相零序电源施加于线路上（仿真时可用三个同相位的单相电源），依然使用线路末端开路和短路的方法，测量线路末端开路和短路时的入端阻抗、，然后解出和，进而求出线路的零序参数和。2）测量线路电容效应a）无限大电源时，将三相电源直接接入线路首端，末端开路，测量线路首、末端电压，求出传递系数。b）有限大电源时，将电源等值电抗接入线路，测量线路首、末端电压，计算线路首、末端电压升高的倍数，并求出各点间的传递系数（、和）。c）电抗器补偿时，将补偿电抗器分别投入有限大电源线路的指定位置（首端、末端或其它位置），测量对应情况下线路的首、末端（及补偿点）的电压，计算线路首、末端电

6、压升高的倍数，并求出各点间的传递系数（、和）。3）测量单相接地系数在有限大电源的线路末端制造一个单相接地，测量健全相上故障前后的电压，求出单相接地系数。四注意事项1本实验测量线路电容效应时，取线路末端开路状态，测得的是线路的空载情况，这时的过电压情况通常是最为严重的。2本实验是对系统进行稳态仿真计算，ATP软件应注意设置Tmax=0。3. 对线路参数Data选项卡进行设置时：导线的实际半径是Rout，在考虑导线的的集肤效应之后，导线等效的传导半径是Rin。五实验报告1根据仿真测量结果，计算出给定输电线路的参数（正序、负序和零序）。2根据所得的线路参数，计算各实验条件下的电容效应和单相接地系数，

7、并与仿真测量结果进行比较，并分析误差原因。附录6-1 使用ATP软件模拟电力系统的参数设定1. 系统电压等级为750kV，电源阻抗838.2mH,线路长度230km，补偿电抗器5207.2mH，沿线土壤电阻率为800，线路布线结构图6-2所示：图6-2 线路布线结构其中地线(0)的参数如表6-1所示：表6-1 地线的结构参数导线半径(cm)直流电阻(ohm/km)线间距离(m)导线悬挂高度(m)导线平均高度(m)分裂数0.651.542843.52810.70.35443.5281导线(1.2.3)的结构参数如表6-2所示：表6-2 导线的结构参数导线外半径(cm)导线内半径(cm)直流电阻(ohm/km)线间距离(m)导线悬挂高度(m)导线平均高度(m)分裂数分裂间距(