基于ATP的超高压交流线路潜供电流和恢复电压的仿真计算
基于ATP_EMTP的交流特高压试验示范工程建模及仿真
基于ATP2E MTP的交流特高压试验示范工程建模及仿真田 庆(国网运行有限公司,北京 100005) [摘 要] 基于晋东南—南阳—荆门交流特高压试验示范工程提供的参数,采用电磁暂态程序ATP2E MTP建立了1000k V交流输电系统的模拟仿真系统。
利用该模型不仅可以对保护方案进行有效的验证或者作相应的改进,而且可以帮助运行检修人员更轻松地了解特高压一些运行特性,比如电容电流、励磁涌流、潜供电流、合闸过电压等等。
[关键词] 交流特高压试验;ATP2E MTP;励磁涌流;潜供电流 [中图分类号]T M77 [文献标识码]A [文章编号]100623986(2007)0520019203M odeli n g and S i m ul a ti on of UHV P ilot Project Ba sed on ATP2E M TPTI A N Q ing(S tate Grid O peration Co m pany L i m ited,B eijing100005,China)[Abstract]Based on the para meters of the UHV p il ot p r oject fr om Southeast Shanxi via Nanyang in Henan p r ovince t o J in men in Hubei p r ovince,a si m ulati on model of1000kV AC power trans m issi on syste m is devel2 oped by using the electr omagnetic transient p r ogra m ATP2E MTP.W ith the data generated by this si m ulati on model,the p r otecti on sche me used f or the UHV p il ot p r oject can be validated and i m p r oved accordingly.It can als o hel p the operat ors and maintenance staffs t o understand s ome UHV operati on characteristics easier,like capacitive current,inrush excitati on current,secondary arc current and s witching overvoltage.[Key words]AC UHV testing;ATP2E MTP;inrush excitati on current;secondary arc current 研究并建立1000k V交流输电系统的模拟仿真系统,不仅可以对特高压输电系统继电保护方案进行有效的验证或者作相应的改进,而且可以详细模拟特高压交流输电(UHV)中产生的零点偏移、谐振过电压、潜供电流熄灭和短时间交流过电压升高等现象。
计算同杆双回输电线路潜供电流与恢复电压的二次模
N > & ’ Q A # < ( %N ) ( $ / 0 # ) 7 ( , & # $A ’ , 8 # <0 # )G ( % 3 % ( , & $ ’ # $ < ( ) ) -G 3 ) ) ’ $ , IH 19 ( $ <J ’ # L ’ ) # % , ( ’( ,6 # 3 ; % ’ Q G & ) 3 & ,N ) ( $ / 7 & / / & # $R & $ ’ / 1X I
不同的影响 F 本文假设换位后线路为平衡线路 ! 利用
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算了单回线路的潜 供 电 流 9 本文将二次模变换方法 用于同杆双回输电 线 路 ! 建立其潜供电流与恢复电 压的数学模型 ! 与一次模方程相比 ! 线路方程和未知 数的个数减少了一半 ! 使得计算过程简化 9
末端之间的传输矩阵 ) 为线路首 % D#K 引入 > 将 模 量 ’ZK % # 阶 方 阵 %! ( ( ZK 和 ’[K % [K 转 化 为二次模域中 H 维列向量,Z % 即 -Z 和,[ % -[ !
特高压输电线路潜供电弧的物理模拟与建模综述
2011年2月Power System Technology Feb. 2011 文章编号：1000-3673（2011）02-0007-06 中图分类号：TM 86 文献标志码：A 学科代码：470·4034特高压输电线路潜供电弧的物理模拟与建模综述孙秋芹1，李庆民1，吕鑫昌1，王冠1，李庆余2（1．山东大学电气工程学院，山东省济南市 250061；2．中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192）Survey on Physical Simulation and Mathematical Modelling forSecondary Arcs of UHV Transmission LinesSUN Qiuqin1, LI Qingmin1, LÜ Xinchang1, WANG Guan1, LI Qingyu2(1. School of Electrical Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong Province, China;2. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China)ABSTRACT: In spite of elucidating the general design of the test circuit, the layout of the arc ignition equipment, the choice of the value and duration for the short currents, the wind velocity and its direction were all summarized to the question of equivalence of simulating test for secondary arcs, including the obstacles and the deficiency of it. The setup and the procedure of the field test for secondary arcs were introduced, especially for that of ultra high voltage transmission lines home and abroad. The empirical formula for the secondary arc duration nowadays were put forward. While describing and comparing the advantages and deficiencies of the existing black-box model and the physical models, the research status for modeling the secondary arcs were introduced. The key issues encountered while revealing the inherent mechanism and modeling of the secondary arcs were elaborated. On this basis, the characteristics of the secondary arcs under different conditions of novel transmission lines were analyzed. Referential suggestions for the secondary arc test and modeling were also presented.KEY WORDS: ultra high voltage (UHV) transmission line; secondary arc; equivalence; physical simulation；mathematical modeling; AC and DC transmission lines installed on the same tower; half-wave length摘要：基于潜供电弧模拟试验的等价性，阐述了试验回路设计、引弧材料选取、短路电流值及其持续时间选择、风速风向模拟与调节等技术，总结了现有模拟试验中遇到的难题与不足之处，介绍了潜供电弧的现场试验的步骤与过程，特别是国内外特高压等级输电线路潜供电弧的试验成果，给出了现有潜供电弧熄灭时间的有关经验公式。
基于ATP-EMTP的平行交流输电线路感应电压及电流的仿真计算方法[发明专利]
![基于ATP-EMTP的平行交流输电线路感应电压及电流的仿真计算方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1902a32153d380eb6294dd88d0d233d4b14e3fcd.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810959072.7(22)申请日 2018.08.22(71)申请人 国网安徽省电力有限公司地址 230009 安徽省合肥市包河区黄山路9号申请人 国网安徽省电力有限公司建设分公司 保定华电科源电气有限公司(72)发明人 刘勇 刘承志 任红昕 郭鑫 孙明刚 陈曦鸣 马雷 王军燕 王鹏 张金锋 刘汝伟 李亮 席照才 李迎春 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246代理人 张文宝(51)Int.Cl.G06F 17/50(2006.01)G01R 19/00(2006.01)(54)发明名称基于ATP -EMTP的平行交流输电线路感应电压及电流的仿真计算方法(57)摘要本发明提出一种基于ATP -EMTP的平行交流输电线路感应电压和电流的仿真计算方法，通过ATP -EMTP仿真软件建立模型，根据所获取的输电线路参数、地线参数、输电杆塔参数、输电线路沿线土壤电阻率参数，设置ATP -EMTP软件中的输电线路相关参数，建立线路模型；根据获取的带电运行输电线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源，来计算施工线路的静电感应电压、静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流。
该方法能够准确评估平行交流输电线路施工线路上的感应电压和感应电流大小，及时做好安全措施，提高输电线路工作人员安全作业能力。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 109165441 A 2019.01.08C N 109165441A1.一种基于ATP -EMTP的平行交流输电线路感应电压和电流的仿真计算方法，包括以下步骤：步骤1：获取电气基本参数包括输电线路参数，地线参数，输电杆塔参数，输电线路沿线土壤电阻率参数，带电运行线路运行参数；步骤2：搭建ATP -EMTP仿真模型根据所获取的输电线路参数、地线参数、输电杆塔参数、输电线路沿线土壤电阻率参数，设置ATP -EMTP软件中的输电线路相关参数，建立线路模型；根据获取的所述带电运行线路运行参数，在带电运行输电线路两端建立电压源和电流源；步骤3：感应电压和感应电流计算包括根据所述步骤2的仿真模型计算平行交流输电线路的静电感应电压、静电感应电流、电磁感应电压和电磁感应电流。
超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析
图 2 线路空载合闸 A 相电流
图中：纵坐标为电流（A），横坐标为采样点。
6）单侧电源时考虑了区外故障，因为区内故障 情况和空合于线路故障情况类似。结果表明，单电 源故障时由于线路电压下降较多，电容电流比较小， 在故障后第一个周波对电容电流的补偿效果不是很 理想，但动作电流仍有明显下降不会引起保护误动。 在故障后第二周波，电容电流可以基本上被完全补 偿，差流已经非常小。
本文选择了目前常用的相量差动判据和故障分
量差动判据进行比较。
相量判据如式（1）、 （2）：
! Im + In! > I0 !Im + In! > K!Im - In! 故障分量差动判据如式（3）、 （4）：
（1） （2）
!ΔIm +ΔIn ! > I0
（3）
!ΔIm +ΔIn! > K!ΔIm -ΔIn!
（4）
I m 、I n ———线路两端电流；
ΔI m 、ΔI n ———线路两端电流的故障分量；
K———制动系数；
I0 ———制动电流门槛； 电容电流补偿方案选取了半补偿方式，即在线
偿电容电流和补偿电容电流两种情况下，故障分量 差动判据和相量差动判据的临界动作时的整定值， 系统阻抗一的动作结果参见表 1，其他两种系统阻 抗情况类似，本文不再一一列出。
5 仿真结果及其分析
通过对仿真结果的综合分析可以发现： 1）对仿真结果的综合分析表明，对于相量差动判 据，不采用电容电流补偿时，区外故障不误动的最小 制动电流为 398A，区内故障不拒动的最大整定电流 为 396.9A，两者冲突，无法满足线路保护要求；采用电 流补 偿 时，区 外 故 障 不 误 动 的 最 小 制 动 电 流 变 为 188A，区内故障不拒动的最大整定电流为 584. 8A，性 能明显改善，可以满足线路保护要求。 2）仿真结果的综合分析表明，对于故障分量差 动判据，不采用电容电流补偿时，区外故障不误动的 最小制动电流为 393 . 2A，区内故障不拒动的最大整 定电流为 612 . 28A，可以满足线路保护要求；采用电 流补偿 时，区 外 故 障 不 误 动 的 最 小 制 动 电 流 变 为 136A，区内故障不拒动的最大整定电流为 501 . 2A， 性能明显改善。 3）仿真结 果 还 表 明，不 论 各 种 故 障，故 障 分 量 差动判据都比相量差动判据有更高的灵敏性和选择 性，是一种性能更优越的保护判据。 4）对单侧电源线路空合于故障，补偿程度受短 路点位置影响，距电源侧越远，补偿程度越小，所以 本文只考虑了故障发生在线路末端的情况，这时半 补偿的方式无法完全补偿电容电流，其补偿程度随 故障点电阻的不同而变化，但仿真结果表明，补偿后
潜供电流和恢复电压的工程计算及其限制措施分析
［ 摘
要］ 为使在 ５ ０ ０ ｋ Ｖ及 以上超特高压输 电线路瞬时性故障后单相 自 动重合 闸重合成功 ，必须有效
限制 潜供 电流 和恢 复 电压 。 本 文 以湖 南 ５ ０ ０ ｋ Ｖ 湘 西至 永 州线路 为例 ， 进行 了潜供 电流 和恢 复 电压 的理论
分析计算 ， 并提 出了合理的限制措施 ， 同时利用 Ｂ Ｐ Ａ软件进行 了仿真计算。 ［ 关键词 ］ 潜供 电流； 恢复电输电线路正序 、 负序 电容 Ｃ ｌ １ ＝ Ｃ ２ ， ＝ ３ Ｃ Ｍ ／ ＋ Ｃ ｏ ／ ， 输 电线路零序 电容为 ｃ 。 ， Ｊ 为输 电线路长度 ， ｃ 为线路 超高压输 电线路 中 ，经常采用 单相重合 闸的方 线 间 电容 。 式 。当输 电线路发生单相故障时 ， 只切除线路故障相 ， Ｕ Ｖ 一， 一 、 —ｒ ］ ｒ ＋ 厂 、 线路转入非全相运行。然后进行单相重合 闸， 若为瞬 ＼ ／ Ｕ 时陛故障 ， 重合闸成功 ， 线路恢复三相正常运行状态 。 一厂、 ’ ］＿ ’ 厂、 一 一 ， 一 Ｊ搿＿ ｊ Ｖ 当然熄弧越快对重合闸成功越有利 ， 然而在非全相运 一 —Ｔ Ｔ 行期间，两运行相通过 电容耦合在故障点形成 电流 ；
一 ， ， 一 ， 一 、＋ ＿ 一 ， 厂、 ’ Ｖ ／ 一 、 Ｖ ／ ＾ 、一
引言
—
运行相通过负荷电流时 ， 因相间存 在互感 ， 在故 障相 线路 中感应 电动势 ， 同样在故障点形成电流。这两部 分电流之和称为潜供 电流。为 了使得单相重合成功 ， 要 求 潜供 电流较 小 ， 并 且熄 弧 时 恢复 电压 也 较低 。
图 １ 正常运行工况下输电线路等值 电路 图
［ 中图分 类号 ］ Ｔ Ｍ７ ［ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 文 章编 号 ］ １ ６ ７ １ — ５ ０ ０ ４（ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ ． ０ ０ １ ７ ． ０ ４
特高压输电线路潜供电流的计算分析
第27卷第1期2010年2月现 代 电 力M odern Electric Pow erV o l 27 N o 1F eb 2010文章编号:1007-2322(2010)01-0006-06 文献标识码:A 中图分类号:T M721 1特高压输电线路潜供电流的计算分析李召兄1,文 俊1,苗文静2,刘 玉1,项 颂1,肖湘宁1(1 华北电力大学电气与电子工程学院,北京 102206;2 山东电力超高压公司,山东济南 250021)Calculation Analysis of Secondary Arc Current on UHV Transmission Lines Li Zhaox iong1,Wen Jun1,Miao Wenjing2,Liu Yu1,Xiang Song1,Xiao Xiangning1(1 Schoo l of Elect rical and Electro nic Eng ineer ing,N ort h China Electric Pow er U niv ersity,Beijing 102206,China;2 Ext rahig h Pow er Subco mpany o f SEP CO,Jinan 250021,China)摘 要:特高压输电线路的潜供电弧燃烧时间长,如果不能及时熄灭,将造成单相自动重合闸失败,从而影响供电安全和系统稳定。
研究了特高压输电线路的潜供电流。
通过建立输电系统的集中参数模型,利用电路理论推导了单回线容性、感性及总潜供电流的计算公式。
该公式考虑了弧道电阻的影响,可针对线路无补偿(并联电抗器不加中性点小电抗)和有补偿(并联电抗器加中性点小电抗)情况计算线路任意点的潜供电流。
该公式可精确计算短距离单回输电线路的潜供电流。
依据该公式对我国在建的淮南 上海特高压输电工程的潜供电流进行计算,分析探讨了补偿方式、故障点位置及弧道电阻等因素对潜供电流的影响作用。
ATP和PSCAD在线路过电压仿真计算中的应用
2）切除电容性负载引起的过电压 产生机理：电容性负载是指流过电容器、电缆或空载 长线路等的电流。在断路器开断电容性设备的过程中， 若断口上的恢复电压上升速度超过其介质强度的上升 速度，即会造成断路器开断时的电弧重燃。此时若断 口两端电压极性相反，加之电源继续供给能量，使振 荡充分发展，从而引发产生过电压 影响因素：断路器的性能、中性点接地方式 限制措施：提高断路器的灭弧性能（使用真空开关）、 采用带并联电阻的开关
工频过电压 暂时过电压 谐振过电压
内部过电压
投切空载线路过电压 操作过电压 直击雷过电压 切断空载变压器过电压 断续电弧接地过电压
电力系统过 电压
雷电过电压 感应雷过电压
1、工频过电压
工频过电压主要由长线路的电容效应及电网
运行方式的突然改变引起。
特点：持续时间长，过电压倍数不高，一般
对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输 电确定绝缘水平时起重要作用。
4）间歇性电弧接地引起的过电压 产生机理：电弧间歇性重燃 限制措施：采用消弧装臵、将母线分段运行，减小接 地点电容电流 、减少带接地运行时间、尽量不安排 母线电容电流较大的方式运行、提高线路绝缘水平
二、ATP软件介绍
ATP程序（The Alternative Transients Program） 是 目 前 世 界 上 电 磁 暂 态 分 析 程 序 （ EMTP(The Electromagnetic Transients Program) 最广泛使用 的一个版本，其基本功能是进行电力系统仿真计 算，典型应用是预测电力系统在某个扰动 (如开关 投切或故障 )之后感兴趣的变量随时间变化的规律。 ATP程序可对电力系统过电压进行仿真，包括操作 过电压和雷电过电压。
ATP程序仿真步骤:
基于ATP的220kV同塔双回交流输电路的感应电仿真分析
基于ATP的220kV同塔双回交流输电路的感应电仿真分析王首伟;王璐燕【摘要】以某220kV同塔双回交流输电线路为例,研究分析了多种工况下停运线路的感应电压.并利用ATP-EMTP建立仿真模型,得出各种工况下的感应电值；通过对仿真结果的分析可以看出大多数220kV的感应电压值已经超过了人体能承受的电压的安全值,对人身安全构成威胁,故在电力施工作业时须严格遵守安全作业规程.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2012(050)005【总页数】4页(P82-84,88)【关键词】220kV同塔双回交流输电线路;感应电压ATP仿真;安全防护【作者】王首伟;王璐燕【作者单位】当阳市供电公司,湖北当阳444100;江苏智方建设工程有限公司,上海200000【正文语种】中文【中图分类】TM711 引言为节省输电线路走廊占地面积，220kV输电线路大多采用同塔双回的运行方式，由于电磁耦合的原因，其中一回运行，一回停运时，运行线路将会对停运线路产生感应电压和感应电流，当线路感应电压和感应电流过大时，将会对检修作业人员的安全构成威胁[1－3]。
2009年1月，广西电网公司某供电局在进行110kV线路作业时就曾发生一起感应电击死亡事故。
因此研究分析同塔多回输电线路在交叉、跨越、近距离平行、绝缘避雷线作业以及同塔多回线路等复杂情况下的线路感应电具有重要意义，对确保线路人员的作业安全具有重要的意义。
为确定出220kV同塔双回输电线路的感应电压值，进一步分析影响线路感应电的各种因素，找到更合理的感应电防护办法，以耦合较为严重的某220kV同塔双回线路参考模型，利用ATPdraw仿真软件进行了仿真计算和分析。
2 同塔双回交流线路的感应电压和感应电流原理分析典型的同塔双回输电线路的感应电压和感应电流原理图如图 1[4]所示。
CAa、CBa、CCa和 MAa、MBa、MCa分别为运行线路 A、B、C三相与检修线路a相之间的单位长度互电容和互电感，Ca0和L分别为检修线路a相单位长度对地电容和电感，l为线路长度，运行线路各项运行电压和运行电流分别为 UA、UB、UC 和 IA、IB、IC。
基于ATP_EMTP的特高压交流输电线路潜供电流仿真分析
（ R' + jwL' ） jwC' 为导线的传播系数。 式中 γ = 槡 由式（ 3 ） 、 （ 4 ） 可以得出如下结论： （ 1 ） 由电容引起的静电感应电压分量沿线分布 是一个常数， 与故障点位置无关。 （ 2 ） 由电容关系引起的潜供电流静电分量 I xC 的 沿线分布也几乎是常数。 （ 3 ） 由电感关系引起的恢复电压、 电磁感应分量 是以线路的中点为中心、 呈左右对称分布， 大小相等 方向相反， 如图 2 、 3 所示。 （ 4 ） 潜供电流电磁分量与故障点的位置密切相关。 当故障点出现在线路最左端时， 电流的方向是由大地流 向线路， 其潜供电流最大； 当故障点在线路最右端时， 电 流的方向是由线路流向大地， 其值与前者相同。
·
L（ C0 + 2 C12 ） 槡
潜供电弧的熄灭时间 潜供电弧在空气中燃烧， 只能靠风力以及电弧燃 烧产生的热气流拉弧， 因此熄弧的外界力量不大， 熄 灭时间主要与电流大小有关。 由于外界条件的复杂 性， 不存在精确的潜供电弧模型， 只能根据试验及运 行经验得到经验公式。 前苏联电力科学研究院根据 500 kV 线路的试验结果， 总结出了潜供电弧熄灭时 间 t、 电流大小 I 之间的经验公式［1］。 t = 0. 25 （ 0. 1 I + 0. 1 ） （ 5） 由式（ 5 ） 可得， 当 I = 20 A 时， t = 0. 75 s。 试验研究结果表明， 当风速为 1. 5 ～ 2. 5 m / s 时， 未经补偿的潜供电弧熄弧时间（ 按照 90% 的概率统 计） 可参考表 1 中的数据， 表中潜供电流数值是指潜 供电流基波工频分量有效值。
基于ATP的输电线路耐雷水平仿真研究
基于ATP的输电线路耐雷水平仿真研究作者：王飞龙来源：《科技创新导报》2019年第24期摘 ; 要：输电线路避雷线保护角，杆塔所在位置地面倾角，杆塔本身的塔型及呼称高，杆塔周围土壤特性，输电线路走廊雷电活动规律及雷电参数均对线路雷击跳闸率有一定的影响。
以在运220kV线路为例，运用电磁暂态专用分析工具ATP，逐一分析上述因素对输电线路雷击跳闸率的影响，仿真结果表明相同条件下酒杯塔的防雷性能要优于猫头塔，杆塔呼称高、杆塔接地阻抗、避雷线保护角、杆塔所在位置地面倾角与线路雷击跳闸率均为正相关关系。
关键词：雷击跳闸率 ;ATP ;输电线路 ;耐雷水平 ;仿真中图分类号：TM863 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0030-04对山区输电线路而言，雷电对其安全稳定运行威胁最大，近几年该领域的研究相对较多，传统的防雷分析对雷电活动特征、地形地貌特征以及杆塔结构等因素考虑不全，分析结果不能准确反映输电线路遭受雷击的概率[1]。
本文以在运220kV线路为例，运用ATP逐一仿真分析了输电线路避雷线保护角，杆塔所在位置地面倾角，杆塔本身的塔型及呼称高，杆塔周围土壤特性，输电线路走廊雷电活动规律及雷电参数对线路雷击跳闸率的影响，为降低该输电线路雷击跳闸率提供了依据。
1 ;背景资料研究的200kV输电线路在2017年发生了一起雷击边相跳闸事故，事故后相关工作人员对该线路段具有代表性的15#、22#、23#、31#和34#塔进行了实地考察，杆塔所处的地貌地质及接地电阻情况如表1所示。
区域雷电分布特征也是影响输电线路耐雷水平的一个重要因素，该区域雷电情况统计数据显示为负极性雷闪活动区域，雷电流幅值大多在36～48kA之间。
2 ;模型建立采用ATP建立模型，仿真分析了本文所研究的输电线路的耐雷水平。
基于ATP-EMTP的高压交流海底电缆并网的暂态现象的研究及仿真
基于ATP-EMTP的高压交流海底电缆并网的暂态现象的研究及仿真李建威【摘要】在过去的几十年里海上风力发电技术发展得非常迅速,因此将一个海上风力发电机和海岸变电站联系起来的稳定可靠的输电系统是必需的.对于离海岸线距离较近的海上风力发电场(一般在60 km以内)高压交流输电系统是比较好的选择,无论是在经济上还是技术层面.但是由于海底电缆自身的高电容特性,导致了高压交流海底电缆的电磁暂态效应不同于传统的架空线,例如,更高的合闸过电压问题.文章对由于海底高压交流电缆的应用而引起的暂态问题进行了深入的研究,并且对接入高压直流电缆所带来的暂态现象应用ATPDraw进行了仿真,最后针对所研究的暂态现象提出了相应的解决方法,仿真结果显示暂态现象得到了有效的缓解.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P20-24,34)【关键词】电磁暂态;高压交流输电;合闸过电压;ATPDraw【作者】李建威【作者单位】巴斯大学,英国巴斯【正文语种】中文【中图分类】TM7130 引言我国第十二个五年计划体现，利用风能发电将是“十二五”期间国家重点支持的领域，风力发电场是重要的战略新兴产业，并且“十二五”对能源产业进行了规划，非化石能源将占11.4%。
比较了各种可再生能源，无论是在技术还是经济层面海上风力发电都值得推广:比较稳定的海上风力保证了风机的稳定输出;风力发电机远离城市不会产生所谓的视觉和噪音污染;海上风力发电场不用考虑城市占地的投入等等。
海上风力发电场的发展离不开稳定可靠的输电系统，连接风力发电机和海岸上的变电站。
但是高压交流电缆与传统的架空线有着不同的电力特性，并且考虑到海水的低电阻率特性，当电缆接入电网是会产生更加复杂的暂态现象，如:更高的过电压，过零点丢失等。
因此为了应用高压交流电缆将海上风电场产生的电能安全地传输到海岸变电站，这些暂态现象就需要充分研究并找到相应的缓解策略。
分析特高压换流站交流滤波器断路器恢复电压特性
分析特高压换流站交流滤波器断路器恢复电压特性发表时间：2017-03-13T10:24:17.723Z 来源：《电力设备》2017年第1期作者：温泉高梓栩[导读] 本文采用建模仿真的方式对特高压换流站交流滤波器断路器的恢复电压特性进行研究。
在目前的经济发展中，能源需求量越来越大，对于能源的质量要求也越来越高，所以为了满足社会经济发展的需要，不断提高电力系统的运行效率和质量意义重大。
就目前的情况来看，特高压换流站在实际利用中能够有效的减轻区域环保压力和城市建设的压力，同时也可以满足用电负荷快速增长的要求，所以其在现阶段的直流输电工程中实现交直流输电转换方面有着非常重要的价值。
在整流、逆变的过程中，换流器本身会存在较大的谐波，而换流站的交直流侧会产生比较严重的电压畸变，所以消除畸变保证交直流电压正常输出意义重大。
从实际情况分析来看，在特高压换流站中进行交流滤波器断路器的有效利用可以实现电压的恢复，因此强化这方面的研究现实意义巨大。
一、建模与仿真（一）系统条件就目前的建模和仿真来看，系统条件主要有四个方面：第一是交流系统，第二是直流系统，第三是换流装置，第四是其他方面的因素。
总而言之，要实现建模和仿真，就必须对系统的运行进行全方面的考虑，通过对交流系统、直流系统以及换流装置的充分研究，在将其他系统因素考虑进来，使整个系统的运行条件实现优化，建模的效果会更加突显，仿真的结果也会具有更高的可靠性。
（二）滤波器模型在建模与仿真当中，滤波器的模型选择十分重要。
在建模仿真中，为了确保仿真结果的实践性意义，采用四大组，共16小组交流滤波器的配置，并按每4小组交流滤波器并联组成一大组交流滤波器的方式连接到交流母线上，滤波组的具体连接方式见下图。
就目前情况分析来看，换流站中使用的小组滤波器类型主要有双调谐带通滤波器（BP11/13）、双调谐高通滤波器（HP24/36）、单调谐高通滤波器（HP3）和SC并联电容器四种。
ATP仿真——容升效应
理论课中老师不断在给我们强调超高压线路的空载容升效应及其限制措施；通过老师的讲解和自己的初步理解，我对这个问题十分感兴趣。
通过学习了ATP 软件，我学会了简单超高压线路末端空载情况下的仿真模拟，并结合课程中讲授的限制措施，对原有线路进行了相应的改进；并通过仿真的结果来判断哪种限制措施的效果更优良。
在此对这个问题做详细的论述，论述分为以下几个部分： （1）实验选题及相关分析；（2）仿真结果与理论计算误差分析； （3）实验总结； （4）学习心得体会。
一、实验选题及相关分析我以教材上176页习题5-3为例，并对其进行了一定修改，其题目如下：某330kV 均匀无损输电线路（架空线）全长540km ，电源阻抗115s X =Ω，线路参数为0 1.0/L m H km =，00.0115/C F km μ=，分别求在下列情况时线路末端对电源端的电压传递系数202U K E=(1).线路末端开路，没有补偿设备；(2).线路末端开路，在末端接有并联电抗器1210R X =Ω； (3).线路末端开路，在线路中间有并联电抗器1210R X =Ω。
并比较三种情况下的02K 值。
（此处，没有考虑加入电抗器后对电路的影响） 解：(1).线路末端开路，没有补偿设备； 线路的等效模型如下图所示：电源电抗及长线部分课分别视为简单的四端口网络，并用矩阵形式表示为：其中c Z =α=，架空线路5310/v c km s ≈=⨯，212012cos sin 111sin cos 0101C S S CljZ l U U U jX jX j l l I I I Z αααα⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦工频频率时，相移系数为：0.06/km vωα=≈由边界条件0UE =、20I =，代入上式并化简，得到：2021cos sin s cU K X El lZ αα==-令arctans cX Z ϕ=，代入上式，得：02cos cos()K l ϕαϕ=+由上可得，理论计算如下： 0.0654032l α=⨯=295c Z ===Ω，115arctanarctan 21.3295s cX Z ϕ===线路末端对电源端的电压传递系数：02cos cos 21.31.574cos()cos(21.332.4)K l ϕαϕ===++ATP 仿真接线图及各参数设置如下：模型一①电压源E 参数：工频频率50Hz ；由于330kV 是线电压，故单相电压源幅值为：333010269444V ⨯⨯=②电源阻抗s X ：2s s s X L fL ωπ==，故3662s s X L m H fπ==③分布参数的设定：由于考虑到后面要在线路中间设置补偿装置，故在此将整条线路的参数分为相同的两端；6330 1.01010 1.010/A L m H m --==⨯⨯=⨯63500.01151010 1.1510/B C F m μ--==⨯⨯=⨯3540102700002l m ⨯==综上，分布参数线路的ATP 仿真设置如下，且令ILINE=0；④ATP 的SETTINGS 设置如下图所示：⑤开始进行仿真，用作图工具得到电源点（红线）和线路末端（绿线）电压波形如下图：从图中可以得到，线路末端对电源端的电压传递系数：202 4.4058 1.6352.6944UK E===(2).在线路中间点并联电抗器来限制线路末端的电压升高；由上图可以建立起电源端与线路末端的矩阵形式方程：由于线路末端空载，则20I =，可得：由题意，得：120.0627016.2l l αα==⨯= ，115s X =Ω，295c Z =Ω，1210pX=Ω将已知量带入下式，可计算出线路末端对电源端的电压传递系数02K '： ()20222111111.2684sin cos 1cos sin cos sin s c s s c p p c c U K X Z X l El l l X l Z l X X Z Z αααααα'===⎡⎤⎛⎫⎛⎫++--+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦ATP 仿真接线图如下：②建立ATP 的模型如下：模型二此模型中的参数设置与(1)中的模型相比，只是在线路中间加了一个1210pX=Ω的并联电抗器，其参数设置为：3103852250pXL mH π=⨯=⨯11222121212cos sin cos sin 101sin sin 1cos cos 101c c s c c P l jZ l l jZ l jX E U l l jl jl I I Z Z jX αααααααα⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦2211112sin cos (1)cos ()sin (cos sin )s c s s c P P c c X Z X l E l l l X l Z l U X X Z Z αααααα⎧⎫⎡⎤⎪⎪=++--+⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭③运行仿真程序，得到电源端（红线）和线路末端（绿线）的电压波形如下：由仿真数据得出，线路末端对电源端的电压传递系数：20223.5252 1.3082.6944U K E '===(3). 在线路末端并联电抗器来限制线路末端的电压升高；①其基本的理论分析推导如下： 其等值电路如下：11S E jX I U -= ，22LU I jX =1212cos sin sin cos cc l jZl U U j l l I IZ αααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭由上三个式子，可以得出： 2(1)c o s ()s i ns c sLL cEUX Z X l l X X Z αα=++-所以，可以得到，线路末端对电源端的电压传递系数：20211.1816(1)cos ()sin s c s LLcUK X Z X El lX X Z αα''===++-②建立ATP 的模型如下：参数设定与(2)中一样，只是并联电抗器的位置放在了线路末端，开始仿真，得到结果如下： 电源端电压（红色）和线路末端电压（绿色）的仿真模波形为：由图中数据得到，线路末端对电源端的电压传递系数：2023.2762 1.21592.6944UK E''===二、仿真结果与理论计算误差分析：（1）条件一下，理论计算出的线路末端对电源端的电压传递系数：02 1.574K =； 由ATP 仿真得到的电压传递系数：02 1.635K =，相对误差为：1.635 1.574100% 3.87%1.574η-=⨯=（2）条件二下，理论计算出的线路末端对电源端的电压传递系数：02 1.2684K '=； 由ATP 仿真得到的电压传递系数：021.308K '=，相对误差为： 1.308 1.2684100% 3.12%1.2684η-'=⨯=（3）条件三下，理论计算出的线路末端对电源端的电压传递系数：02 1.1816K ''=； 由ATP 仿真得到的电压传递系数：021.2159K ''=，相对误差为：1.2159 1.1816100% 2.9%1.1816η-''=⨯=从上面的数据看出：（1）加入了补偿措施后，电压传递系数减小，说明补偿措施能降低过电压倍数； （2）还可以明显看出，理论计算的数值和仿真结果的数值有一定误差，原因是理论计算时，得到的结果是模拟系统在合闸进入稳态后的过电压幅值；而在仿真的时候，可能由于仿真开始时间和结束时间间隔不够，使得仿真的情况是合闸后的暂态过程中，由于没有达到稳态，因此而产生误差；尽管如此，两种算法下的结果都与（1）中结论一致，误差幅值并不大，故这个误差是可以接受的。
BPA程序仿真计算超高压线路工频过电压及潜供电流方法的开发利用
BPA程序仿真计算超高压线路工频过电压及潜供电流方法的
开发利用
孔斌
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】1 工频过电压的分类及计算原理工频过电压属于内过电压的一种,是由于系统内部参数发生变化是产生的.工频过电压的产生原因有三种:长线路电容效应,不对称短路和线路甩负荷效应.1.1 长线路电容效应对于长度为l的空载无损耗线路,线路两端的电压关系可用空载线路末端电压升高系数为:K1=U2/U1=1/cosαl式(1.1－1)其中U1、U2为始端和末端电压,α为相位系数.
【总页数】2页(P602-603)
【作者】孔斌
【作者单位】宁夏电力设计院电网规划部宁夏银川750001
【正文语种】中文
【相关文献】
1.特高压线路潜供电流的仿真计算
2.BPA程序仿真计算中并联高压电抗器的处理方法
3.基于ATP的超高压交流线路潜供电流和恢复电压的仿真计算
4.应用于EMS 高级应用系统的BPA程序快速调用方法与接口设计
5.基于PSD-BPA软件分析的风电场无功补偿仿真计算
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基于ATP的海底电缆空载投入仿真
基于ATP的海底电缆空载投入仿真卢雪松;刘继峰;冯绍宁;邵芳苹;唐怡【摘要】随着我国海上油气田的开发和利用,海洋平台电力系统的规模不断扩大,运用电力系统分析仿真软件对系统进行研究计算的方法也日趋成为电气工程师的主要应用工具.介绍电力系统分析仿真软件ATP的功能特点,结合海上油田某项目实例,运用ATP软件进行海缆空载投入仿真研究,发现采用相控合闸策略可以有效地降低海缆空载投入的合闸涌流和操作过电压,其理论分析对同型平台的设计具有一定指导和借鉴意义.%Following China's offshore oil and gas fields' development and utilization,the scale and complexity of offshore oil and gas fields is gradually expanding,the method analyzing and researching for power system by simulation software has been the primary tool day by day.The function characteristic of ATP software is described.The way to use the software to carry on simulation of submarine cable no-load input by offshore platform project example is introduced.It can be found that the closing strategy for phase control can effectively reduce the switching current and operating over-voltage of submarine cable no-loadinput.Theoretical analysis of submarine cable no-load input based on ATP is of certain guide and reference to the similar offshore platform design.【期刊名称】《中国海洋平台》【年(卷),期】2017(032)002【总页数】9页(P41-48,54)【关键词】ATP软件;海缆空载投入;仿真【作者】卢雪松;刘继峰;冯绍宁;邵芳苹;唐怡【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451【正文语种】中文【中图分类】P75海上油气田通常由若干个海上结构物(井口平台或浮式储油装置)组成。
atp报告-500kV变电站中雷电暂态过程的仿真计算
电力系统过电压计算实验报告——500kV变电站中雷电暂态过程的仿真计算1研究背景与意义在雷电活动频繁的地区，由于雷击造成变电站内电气设备损坏的情况时常发生。
变电站内设备因雷击造成的绝缘损坏大多由输电线侵入的雷电过电压波引起。
为保证电网的安全稳定运行，减少变电站电气设备雷击损坏，应对变电站的雷电侵入波特性进行研究分析，以确保在各种运行方式下各电气设备因雷电引起的过电压值低于其额定雷电冲击耐受水平（BIL）。
研究沿线路传来的雷电波侵入变电站的波过程时，由于输电线的分布参数复杂，且变电站内设备和回路分支众多，雷电侵入波在变电站内将发生复杂的折反射。
变电站的雷害可能来自两个方面：一是雷直击于变电站；二是雷击输电线路产生的雷电过电压波沿线路侵入变电站。
对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。
我国运行经验表明，凡按规程标准要求正确安装避雷针、避雷线和接地装置的变电站，绕击和反击的事故率都很低，防雷效果很可靠。
另一方面，线路落雷比较频繁，虽然线路入侵变电站的雷电波电压受到线路绝缘的限制，但变电站电气设备的绝缘水平较线路低。
同时，变电站虽设有进线段保护，然其与非进线段并无本质差异，同样可能遭受雷击而形成侵入波。
由于变电站内有许多联络短线（如变压器到母线和避雷器的连线等），它们和输电线路一样，在持续时间极短的雷电波作用下，表现为各个联络线段间行波的传播和快速折、反射过程，并且通常在此过程中产生瞬时幅值极高的过电压，容易对设备造成危害。
因此若防护措施不可靠，势必造成变电站电气设备的损坏事故。
由此可见，沿线路侵入变电站的雷电过电压波是对变电站电气设备构成威胁的主要原因。
因此，对雷电侵入波在变电站电气设备上所产生的过电压进行仿真计算，找出过电压的分布变化规律，能够为限制雷电过电压（以保护变电站电气设备的绝缘）提供有价值的参考依据，从而合理配置避雷器保护，以进一步优化变电站的工程设计。
为此，对某500kV变电站进行仿真计算，分析雷电侵入变电站时，在不同雷击点与变电站的距离、不同的运行方式、不同的杆塔冲击接地电阻、不同的等效入口电容、避雷器的配置以及其他因素下，雷电过电压对设备的影响。
ATP和PSCAD在线路过电压仿真计算中的应用
2015年12月
一、电力系统过电压
电力系统中的各种绝缘在运行中除了受长期 工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高 得多的过电压的作用。
所谓过电压就是指电系统中出现的对绝缘有 危险的电压升高和电位升高。通常过电压可以作 如下分类：
一、电力系统过电压
暂时过电压 内部过电压
工频过电压 谐振过电压
投切空载线路过电压
电力系统过 电压
雷电过电压
操作过电压
切断空载变压器过电压
直击雷过电压 断续电弧接地过电压
感应雷过电压
1、工频过电压
工频过电压主要由长线路的电容效应及电网 运行方式的突然改变引起。
特点：持续时间长，过电压倍数不高，一般 对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输 电确定绝缘水平时起重要作用。
4）合闸空载长线路引起的过电压
产生机理：在合闸长线路时，若线路的残余电压与电 源电压极性相反，线路电压的初始值和稳态值的差值 较大，则过渡过程中的暂态分量幅值较大，导致过电 压较大。同时，加上空载长线路的电容效应，使合闸 空载长线路时产生的过电压，可能达到额定电压的3 倍。 限制措施：通常采用带合闸电阻断路器，或采用专门 装置来判断当断路器两端电压最低时合闸，或设法消 除、消弱线路的残余电压。
4）间歇性电弧接地引起的过电压 产生机理：电弧间歇性重燃
限制措施：采用消弧装置、将母线分段运行，减小接 地点电容电流 、减少带接地运行时间、尽量不安排 母线电容电流较大的方式运行、提高线路绝缘水平
二、ATP软件介绍
ATP程序（The Alternative Transients Program） 是 目 前 世 界 上 电 磁 暂 态 分 析 程 序 （ EMTP(The Electromagnetic Transients Program)最广泛使用 的一个版本，其基本功能是进行电力系统仿真计 算，典型应用是预测电力系统在某个扰动(如开关 投切或故障)之后感兴趣的变量随时间变化的规律。 ATP程序可对电力系统过电压进行仿真，包括操作 过电压和雷电过电压。