超高压线路保护装置的试验仿真

合集下载

1000kv特高压变电站继电保护设计虚拟仿真实验报告

1000kv特高压变电站继电保护设计虚拟仿真实验报告1000kv特高压变电站继电保护设计虚拟仿真实验报告一、引言•简要介绍虚拟仿真实验的目的和背景•引出本篇报告的主要内容和结构二、实验概述•描述实验所涉及的特高压变电站继电保护设计•解释为什么选择虚拟仿真实验来测试该设计三、实验步骤1.设定实验参数和条件–描述实验所需的参数和条件设置2.进行实验数据收集–记录参与实验的虚拟仿真数据3.分析实验结果–进行实验数据的处理和分析–评估特高压变电站继电保护设计的性能和可靠性四、实验结果与讨论•对实验结果进行详细解读和讨论•分析实验数据的优点和不足之处五、结论•总结实验的主要观察结果和分析结论•提出对特高压变电站继电保护设计的改进建议六、进一步研究•提出未来进一步研究该领域的设想和方向七、参考文献•列出本报告所参考的文献信息注：本报告为虚拟仿真实验报告，不包含真实实验数据。

该报告仅供学术交流和研究目的使用，不得用于商业用途。

1000kv特高压变电站继电保护设计虚拟仿真实验报告一、引言•简要介绍虚拟仿真实验的目的和背景•引出本篇报告的主要内容和结构二、实验概述•描述实验所涉及的特高压变电站继电保护设计•解释为什么选择虚拟仿真实验来测试该设计三、实验步骤1.设定实验参数和条件–确定特高压变电站继电保护设计所需的参数和条件–设置虚拟仿真实验平台的模拟环境2.进行实验数据收集–运行虚拟仿真实验，记录实验过程中的数据–收集特高压变电站继电保护系统的输入和输出数据3.分析实验结果–对实验数据进行处理和分析统计–评估特高压变电站继电保护设计的性能和可靠性四、实验结果与讨论•对实验结果进行详细解读和讨论•分析实验数据的优点和不足之处•探讨特高压变电站继电保护设计的有效性和改进方向五、结论•总结实验的主要观察结果和分析结论•概括特高压变电站继电保护设计的优势和不足之处•提出对特高压变电站继电保护设计的改进建议和未来研究方向六、参考文献•列出本报告所参考的文献信息注：本报告为虚拟仿真实验报告，不包含真实实验数据。

PRS-702超高压线路成套保护装置静模测试报告

PRS-702超高压线路成套保护装置静态测试报告华中科技大学2010-041 调试依据和仪器静态测试以《PRS-702超高压线路成套保护装置技术说明书》V3.00版为依据，技术指标、保护原理、功能配置、端子接线、操作及使用方法可参考相应章节。

使用博电新元P系列继电保护测试仪、数字万用表等设备进行调试。

2 环境与电源环境温度：10℃～40℃相对湿度：45％～75％直流电源：220V/110V 允许偏差：－20％～15％3 通电前检查1）退出保护所有压板，断开所有空开；2）检查装置的型号和参数是否与订货一致，注意直流电源的额定电压应与现场匹配；3）检查插件是否松动，装置有无机械损伤，各插件的位置是否与图纸规定位置一致；4）检查配线有无压接不紧、断线等现象；5）用万用表检查电源回路是否短路或断路；6）确认装置可靠接地。

可以参考表1检查PRS-702的装置板件配置。

表1 装置板件配置（PRS-702）4 上电检查1）合直流电源空开，再合电源板上的船形小开关；2）上电后，若装置的软件开始正常运行，此时装置光字牌信号灯“管理运行”、“主保护运行”及“后备保护运行”点亮，可以简单判断各CPU板件和程序是否正常；3）液晶是否正常显示，若亮度异常，调节液晶对比度；4）主界面上CPU间通信指示符号是否正常闪烁；5）若第一次上电，进入【整定】“恢复厂值”，恢复出厂定值，并下传定值；6）若第一次上电，进入【预设】“时钟设置”，手动调整时钟；7）进入【查看】“装置信息”窗口，校对软件版本是否符合要求；8）检查装置的各项参数设置，若装置出厂缺省设置不符合现场要求，参考装置使用说明，进行相应的设置。

5 整机调试若要进行调试，须首先进入【调试】“退保护调试”，输入密码后退出保护进入调试状态。

装置的整机调试按以下基本步骤进行（各项的具体内容及操作说明请参考《PRS-702超高压线路成套保护装置调试大纲》）。

5.1 交流量调试5.1.1 调试内容保护输入额定频率（50Hz）的额定电流（5A/1A）及额定相电压（57.7V）时，要求保护测量值幅值误差不大于±2%，保护测量值角度误差不大于±2。

RTDS的超高压线路保护装置的试验测试

维普资讯
科
科苑论谈ｌｌｌ
魏韬
ＲＤＴＳ的超高压线路保护装置的试验测试
（伊春市电业局，黑龙江伊春１３０）５００
摘要：基于ＲＤＴＳ动模系统测试新开发的超高压线路保护装置Ｄ３２的基础上，Ｆ６１详细的阐述了ＲＤＴＳ试验中几个特殊工况的测试情况，指出了当前超高压微机线路保护的几个研究难点，并给出了处理方案和试验结果。关键词：ＴＳＲＤ的超高压线路；护装置；保试验测试
硬技术的飞速发展，一些研究成熟的高级算法、智能化分析方法等完全可以引人的保护中。当然保护装置的开发以可靠为首，我们也正是本着这一原则，就目前保护装置解决不太理想的０１８＋０８１／ｍ，ｌ００３Ｆｋｃ＝．０２地方进行了试验性尝试。也希望同时引起同行．７８ｊ．２ｋｅ＝．１ｕ／ｍ，００９ｕ４０Ｆｋ／ｍ。对此类问题的关注。２１状态识别及自适应．１１３短线环网模型ｆ１．． Ⅱ）短线环网系统模型如图２所示。线路主要严格的讲状态识别及自适应涉及很多方参数与模型Ｉ中的线路参数相同。被测试保护面，Ｉ限于篇幅及本文的侧重点，就几个主要方面装置分别安装在ＮＬ线路的Ｌ侧和Ｎ侧。提出予以探讨。前国内的保护装置，目启动元件动作后，后续的故障处理过程是按照启动时刻和仿真算法建立在已获得行业认可，已广泛且应用的ＥＴＭＰ和ＥＴＣ基础上的，其仿真结ＭＤ为基准展开的，如突变量启动后相继执行快速段、稳态阶段、振荡闭锁阶段、闸后阶段以及跳果与现场实际系统的真实情况是一致的。该系统已在全球多个国家和地区推广使用，国目我非全相阶段，其他的内容如ＦＤ、ｒＸ加速则包含前也有多个单位引进了规模不等的ＲＤＴＳ系于其中。该说此种方案是不合理的，应我们所制统。定的保护处理方案是针对于保护装置之外的一ＲＤＴＳ的基本组成部分为组（ＡＫ，Ｒｃ）多个次、二次的状态而言的，除了简单的单一性故图２５ｏＶ短线环网输电模拟系统ｏｋＭ厂、Ｎ厂及Ｌ系统经５０Ｖ短距离输电障，０ｋＲＣＡＫ之间通过总线相联，ＣＡＲＫ的数量决定程序处理和系统状态相符合，大多数会导致了可仿真系统的规模。将ＲＤＴＳ实时模拟电量线路相互连接。Ｍ厂装有等值容量为１５ＭＷ不一致从而影响保护整体性能。００２２振荡中选相处理．和开关量输入被测试保护装置，再将装置的输的发电机Ｍ１一台，厂装有等值容量为Ｎ出信号引入仿真系统的开关量板，即可实现保１５ＭＷ的发电机Ｍ２一台。Ｎ厂还接有负荷００振荡闭锁模块的处理方案，从确保电网稳护装置的闭环实时仿真试验。变压器Ｆ，Ｂ负荷变压器的容量为１０ＭＡ所定等方面出发，基本要求是振荡情况下保护不２０Ｖ，使用ＲＤ进行继电保护产品试验的关带负荷最大容量为１０ＭＴＳ００Ｗ，其中电动机负荷误动，其次是振荡中又发生故障，保护能够正确键在于试验模型系统的建立。参照电力科学院占６％５左右，电阻性负荷占３％￣Ｌ５２右。系统为动作。目前保护装置基本上都能满足第一个性有大、小两种运行方式，对能指标，而第二个指标一般是通过保护延时动其的试验模型系统，结合本装置的开发定位：应用地区等值系统，于２０Ｖ及以上电压等级的单回线路，２Ｋ构建了应的短路容量为３０ＭＶＡ及２ｏｏ００ｏｏＭＶＡ。作，和降低性能指标等方式来实现的，即对于振荡中故障能否正确选相、正确计算阻抗量、耐过以下几种线路模型。为更加接近现场实际，使测１．２测试内容及结果试结果具有说服力，所有线路模型均采用分布为使研制开发的保护装置有一个较高的渡电阻各方面不作太严格的要求。而作为保护参数模型，电压等级为５０ｖ０ｋ。起点，以优良的性能满足于高压，超高压线路保科技工作人员当希望此工况下，保护性能指标护的各项要求，Ｓ２６８｛以Ｄ８ — ８线路继电保护产不受影响，此点也是进一步研究的重点。１．单电源空载长线模型（．１１Ｉ）２３转换性故障．无穷大电源带４０ｉ单回架空线路，０ｋｎ无穷品动模试验技术条件》的内容为基本要求，另外对于同一点不同故障类型转换的发展性大电源短路容量为３０ＭＶ主要用于测试距考虑到此标准制订于１几年前，００Ａ。０部分内容已不适应当前形式的需要，所以结合目前系统的实故障，采用选相元件、阻抗元件并行实时运算，离保护的暂态超越性能。１．．２双电源双回线长线模型（）１ＩＩ际需要，借鉴国内其他保护厂家的企标，制定了故障类型变化后最先满足人段的元件优先固定的原则，以满足测试指标；于二次故障，可对即仿真系统模型人图１所示。被测保护装置我们的测试内容和性能要求。线路保护装置Ｄ３２定位于高压，Ｆ６１超高压两次故障转换间隔相对较长，第一次故障已成Ｐ１和Ｐ２分别安装在Ｎ１线路的Ｎ侧和Ｌ侧，Ｌ基以纵联距离保护为主，三功切除，此时按照状态检测调度再发生故障将保护所需的线路电压信号由５０Ｖ０１Ｖ的电电力系统，本配置：０ｋ／．ｋ容式电压互感器提供，保护所需的线路电流信段式距离保护、阶段式零序保护和反时限零序由非全相故障处理模块来切除，各项性能指标难反号由１５Ｍ１２０Ａ的电流互感器提供。保护为后备保护，以及完善的辅助功能的成套般保护装置都能满足。点在于正、向复故保护装置。装置采用先进、可靠的软件平台，硬障情况，即正向出口、反向出口故障点同时存件平台采用３位ＣＵＤＰ式，２Ｐ＋Ｓ模为保护整体在，如果为不同相，对于单通道高频保护，端远性能提供了可靠基础；保护原理完备、先进，在保护装置只能无选择三跳，而近端保护装置则吸收目前国内同类保护产品优点的基础上，增希望能够正确选跳，就此特殊故障类型，如果不加了自适应、模式识别等一些成熟的研究成果，作专门性处理，仅当在保护安装处所感受的区从而使此装置在满足目前保护装置基本要求的内故障附加电源产生的故障电量远大于区外故前提下，对特殊工况时的故障也具有另人满意障附加电源所产生的电量时，才能保证选相正确，从而不能确保各种电阿结构下保护性能的的结果。

PCS-931G超高压线路成套保护装置调试大纲

目录一、线路保护概述： (2)二、试验接线与参数配置 (2)1、试验接线 (2)2、IEC61850参数设置 (2)3、系统参数设置 (7)三、电压电流采样及信号测试 (8)四、稳态差动 (9)1、保护原理 (9)2、保护定值与压板 (10)3、调试方法 (10)五、距离保护 (17)1、保护原理 (17)2、保护定值与压板 (18)3、调试方法 (18)六、零序过流保护 (20)1 保护原理 (20)2 保护定值与压板 (20)3 调试方法 (21)3.1.零序过流动作值测试 (21)3.2.零序过流保护动作时间测试 (23)3.3.零序过流动作边界测试 (25)附录A “IEC61850配置”页面参数说明 (29)附录B保护测试仪常见问题汇总 (34)PCS-931G–D超高压线路成套保护装置调试大纲一、线路保护概述：PCS-931系列为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作220KV及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。

PCS-931包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速I段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护，PCS-931可分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。

1、通道类型可选:“0：专用光纤”、“1：复用光纤”、“2：复用载波”、“3：收发信机”二、试验接线与参数配置1、试验接线测试仪光网口A1接保护装置SV直采口，光网口B1接保护装置GOOSE直跳口，光网口B2接保护装置组网口。

2、IEC61850参数设置打开测试软件主界面，点击“光数字测试”模块，进入“IEC-61850配置（SMV-GOOSE）”菜单：点击“SCL文件导入”，打开“ONLLY SCL文件导入”菜单，导入智能变电站SCD文件“dxb.scd”左框区域显示整站设备，找到“PCS-931GMM-D-3号进线保护A”装置。

线路保护校验方法

RCS-900系列线路保护测试一、RCS-901A 型超高压线路成套保护RCS-901A 配置：主保护：纵联变化量方向，纵联零序，工频变化量阻抗；后备保护：两段（四段）式零序，三段式接地/相间距离；1) 工频变化量阻抗继电器：保护原理：故障后 F 点的电压 Uf = 0，等价于两个方向相反的电压源串联，如果不考虑故障瞬间的暂态分量，则根据叠加定律，有根据保护安装处的电压变化量U ∆和电流变化量I ∆，保护构造出一个工作电压opU ∆来反映U ∆和I ∆，其定义为 set opZ I U U ⋅∆-∆=∆ ，物理意义如下图所示当故障点位于不同的位置时，工作电压opU ∆具有不同的特征正向故障：区内 f op U U ∆>∆区外 f op U U ∆<∆反向故障： f op U U ∆<∆所以：根据工作电压opU ∆的和△Uf 的幅值比较就可以正确地区分出区内和区外故障，而且具有方向性。

其中，根据前面的定义，△Uf = 故障前的F 点的运行电压，一般可近似取系统额定电压（或增加5%的电压浮动裕度）。

工频变化量阻抗继电器本质上就是一个过电压继电器；工频变化量阻抗继电器并不是常规意义上的电压继电器，由于其工作电压opU ∆构造的特殊性（能同时反映保护安装处短路电压和电流的变化），它具有和阻抗继电器完全一致的动作特性，固而称其为阻抗继电器；● 动作特性分析：正向故障时：工作电压)Z Z (I Z I Z I Z I U U set s set s setop +⋅∆-=⋅∆-⋅∆-=⋅∆-∆=∆短路点处的电压变化量（注意：fU ∆的方向！） )Z Z (I U f s f+⋅∆=∆ 所以：动作判据 f op U U ∆≥∆等价于 s set s f Z Z Z Z +≤+，结论：正向保护区是以（-Zs ）为圆心，以 |Zset + Zs| 为半径的圆。

当测量到的短路阻抗 Zf 位于圆内（正向区内）则动作，位于圆外（正向区外）不动；反向故障时：工作电压)Z Z (I Z I Z I Z I U U setR set R setop -⋅∆=⋅∆-⋅∆-=⋅∆-∆=∆短路点处的电压变化量（注意：fU ∆的方向！） )Z Z (I U f R f+⋅∆-=∆ 所以：动作判据 f op U U ∆≥∆等价于 R set R f Z Z Z )Z (-≤--，结论：反向保护区是以 ZR 为圆心，以 |ZR –Zset|为半径的圆。

1000kv特高压变电站继电保护设计虚拟仿真实验报告(一)

1000kv特高压变电站继电保护设计虚拟仿真实验报告(一)1000kv特高压变电站继电保护设计虚拟仿真实验报告一、引言•本实验旨在通过虚拟仿真实验，对1000kv特高压变电站的继电保护设计进行评估和优化。

•通过模拟实际运行环境和故障场景，验证继电保护系统的可靠性和有效性。

二、实验目标•评估1000kv特高压变电站继电保护设计的性能指标，如误动率、保护速度等。

•分析继电保护设置的合理性，验证其对电力系统故障的响应能力。

•优化继电保护设计，提高系统的可靠性和稳定性。

三、实验方法1.建立1000kv特高压变电站的模型，包括主变、开关设备、传输线路等。

2.设计继电保护系统，包括主保护、备用保护等。

3.设置故障场景，如线路短路、变压器故障等。

4.运行虚拟仿真实验，记录各保护装置的动作情况和响应时间。

5.分析实验数据，评估继电保护系统的性能，并提出改进建议。

四、实验结果•继电保护系统在各个故障场景下均能及时动作，实现对故障电力设备的保护。

•实验数据显示，继电保护的误动率低于%，满足设计要求。

•继电保护的动作时间在毫秒级别，保证了对故障的快速响应。

五、数据分析1.误动率分析–通过对实验数据的统计和分析，计算出继电保护系统的误动率。

–对误动率高的保护装置进行进一步调整和优化，以降低误动率。

2.响应时间分析–比较各个保护装置的响应时间，找出响应时间较长的装置。

–对响应时间较长的保护装置进行改进和优化，以提高系统的响应速度。

六、改进建议1.优化继电保护设备的配置，提高系统的抗干扰能力。

2.引入智能算法，提高继电保护的准确性和可靠性。

3.定期对继电保护系统进行检修和维护，确保其正常运行。

4.定期组织演练，提高操作人员对继电保护系统的熟悉程度和应急处理能力。

七、结论•通过虚拟仿真实验，对1000kv特高压变电站的继电保护设计进行了评估和优化。

•优化后的继电保护系统具有较低的误动率和较高的响应速度，能够有效保护电力设备的安全运行。

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

科技信息
Ｏ电力与能源０
ＳＩＮＥ＆ＴＣＮＬＧＩＦＲＴＯＣＥＣＥＨＯＯＹＮＯＭＡＩＮ
２１年０２
第１期
１０５
Ｌ黄河７０贺兰山７０ｌ１０＋５５８．０３调整潮流程序．．２正常运行后，为潮流程序为基础，写相应的稳填定数据ｓｉｗ文件对应潮流中的ｘ卡和Ｌ卡，稳定数据中需要填写变压器零序参数ｘ卡和线路零序参数Ｌ卡，主要还要包括线路和高抗的电气参Ｏ０数，均为零序参数。其对应的稳定．ｉｓ文件中所填数据：ｗＸ黄河０６．黄河７０３００７Ｏ１３５．．２０Ｘ黄河０３黄河３０３一００Ｏ１６．３．．７０Ｌ黄河变３０Ｏ３．三营变３０３．．０５．０４０１
［责任编辑：常鹏飞］
《上接第５３页）他经济损失均由作业队承担；７其（）２扩孔率在０６所超方量由项目承担； — ％，部（）３扩孔率在６一５所超方量由成孔作业队承担；％１％，（）４扩孔率在１％一５所超方量由成孔作业队按１５系数５２％，．倍２承担：（）５扩孔率在２％以上，超方量由成孑作业队按１倍系数承５所Ｌ．５
担：
促操作人员按照相关要求进行操作。改善单一计量方式，确保混凝土专项专用，杜绝现场原材、成本浪费。当然，目部相关管理制度的支项持至关重要．现场技术人员只有在强有力的健全的制度保障下才能将问题控制在可控范围之内。

超高压输电线路电场仿真分析

超高压输电线路电场仿真分析一、引言随着经济的快速发展和城市化进程的加快，城市之间的电力供应和互联互通需求越来越高，超高压输电（UHV）线路逐渐成为热点。

电场是超高压输电线路设计和运行中的重要参数之一，建立电场仿真模型来模拟UHV输电系统的电场分布及其相互影响，对于保证其安全运行具有十分重要的意义。

二、超高压输电线路超高压输电，指直流电压等级大于800千伏或交流电压等级大于1000千伏的高压输电系统。

它的特点是可输送大量的电力、线损少、环保、经济等多方面优势。

其中，交流电场对于人体的影响较大，因而需要进行电场仿真分析。

三、电场仿真模型电场仿真模型是超高压输电线路电场仿真分析的核心，其根据电气参数和几何参数等多方面因素，为建立准确的电场分析模型提供了依据。

3.1电场的计算公式电场需要用到库伦定律进行计算，即E=q/(4*π*ε0*r²)。

其中，q为点电荷；r为与点电荷距离；ε0为真空介电常量。

库伦定律可以将UHV输电线路中的电荷分布量进行计算，从而得出相应的电场分布。

3.2模型的建立方法建立电场仿真模型的方法一般有有限元法、有限差分法、边界元法等。

有限元法是模型建立中最常用的方法之一。

其根据物理现象进行建模，将其离散化分成许多小单元，通过对小单元的计算，得到整个电场分布。

有限差分法和有限元法类似，也是通过将模型分成小单元，并对其进行离散化，并根据计算方法进行有限差分计算得到各单元的电场分布。

边界元法是对物理变量的表面积进行离散化，然后通过计算各表面积上的电荷来计算整个电场分布。

四、电场仿真分析电场仿真分析主要是根据模型中的电荷分布和节点电势值，计算出UHV输电线路上各节点的电场分布。

电场仿真分析可分为交流电场和直流电场。

4.1交流电场交流电场仿真分析主要通过对UHV输电线路的电气参数和几何参数进行建模，最终模拟UHV输电系统中的交流电场分布。

该方法可以根据不同的模型参数，计算出不同情况下的电场分布，以便选取更合适的材料和结构。

超高压输电线路绝缘性能分析与仿真研究

超高压输电线路绝缘性能分析与仿真研究超高压输电线路的建设旨在解决能源的远距离输送问题，实现供电网络的长距离高效输送。

然而，随着输电电压不断提高，绝缘材料遭受的压力也越来越大。

为了确保线路的安全稳定运行，必须认真研究和分析超高压输电线路的绝缘性能，制定适合的保护措施。

本文将从绝缘材料的选用、线路结构、电场分布等方面入手，分析超高压输电线路绝缘性能，并运用仿真技术模拟其实际情况，为实际生产提供参考。

一、绝缘材料的选用对于超高压输电线路，绝缘材料的选择至关重要。

由于电压高、电流大，绝缘材料必须能够承受极高的电场强度和热稳定性，不得存在表面电晕和内部气泡等问题。

当前，常用的绝缘材料包括交联聚乙烯、硅橡胶、环氧玻璃纤维布等。

其中，交联聚乙烯具有耐电晕、耐热性好，但存在容易产生热老化、低温脆化等缺陷；硅橡胶具有抗热性、耐化学腐蚀性强，但在高温下容易损伤；环氧玻璃纤维布则具有良好的机械性能和电性能，但表面容易产生气泡等问题。

因此，在实际应用中，需要根据实际情况和需求选用不同的绝缘材料。

同时，对于复合绝缘的线路，如何最大限度地发挥每种材料的优势和协同作用也是需要考虑的问题。

二、线路结构与绝缘间距设计超高压输电线路的选择和设计较为复杂，需要兼顾多种因素。

其中，绝缘间距设计是保证线路绝缘性能的重要环节。

合理的绝缘间距设计既能避免电弧放电，又能最大限度地减小绝缘材料的使用，降低成本。

在绝缘间距的设计中，有几个重要的参数需要注意。

一是金属支持结构的高度和距离，一般要按照国家标准进行规定；二是绝缘子的弧面半径和数量，它们都会影响电场分布和介质应力分布；三是导线的间隔和串数等也会直接影响绝缘间距设计。

当然，根据线路的实际条件和环境情况，还需要根据各种因素进行特殊设计，如沿海地区、高海拔地区、沙漠地区、山区等等。

三、电场分布分析在绝缘间距确定之后，需要继续分析电场分布，以确定绝缘子表面产生的最大电场强度。

因为电场强度与介质应力之间存在着一定的关系，随着电场强度的不断增大，绝缘材料的介质强度也会不断降低，进而导致电弧放电和绝缘击穿。

超高压输电线路的电磁场仿真

超高压输电线路的电磁场仿真超高压输电线路扮演着电能传输的重要角色，其电磁场仿真是设计和优化输电线路的关键步骤。

本文将详细介绍超高压输电线路的电磁场仿真以及其在线路设计和铺设过程中的重要性。

一、超高压输电线路的电磁场特点超高压输电线路采用高电压传输电能，因此具有较高的电场和磁场强度。

其电磁场特点如下：1. 强电场效应：由于电压较高，导线和绝缘子之间的电场强度相对较大。

2. 磁场辐射：电流通过导线时会产生磁场，并辐射到周围空间。

3. 磁场感应：磁场感应会对周围的导体和设备产生电磁感应，并可能造成干扰。

二、超高压输电线路电磁场仿真的作用超高压输电线路的设计离不开电磁场仿真。

电磁场仿真可以提供以下信息：1. 电场分布：通过仿真可以得到电场在整个线路中的分布情况，有助于确定绝缘子的安全距离和电场强度。

2. 磁场辐射：仿真可以预测磁场辐射的范围和强度，有助于评估对周围环境的潜在影响。

3. 磁场感应：通过仿真可以预测磁场感应对周围设备和导线的影响，有助于排除可能的干扰。

4. 优化设计：通过分析和比较不同设计方案的仿真结果，可以优化输电线路的结构和材料选型，以降低电磁场的强度和潜在风险。

三、超高压输电线路电磁场仿真的方法超高压输电线路的电磁场仿真可以采用有限元方法、有限差分法和边界元法等。

这些方法可以根据场景的复杂程度和需要的精度进行选择。

1. 有限元方法：有限元方法是一种广泛应用于电磁场仿真的数值方法。

它将电磁场问题转化为有限元方程，通过求解方程得到电磁场的分布情况。

有限元方法可以适用于各种场景，但需要对物理模型进行离散化处理，计算量较大。

2. 有限差分法：有限差分法将电磁场问题转化为差分方程，并通过迭代求解差分方程得到电磁场的分布情况。

有限差分法适用于较简单的场景，且计算速度较快，在实际工程中应用广泛。

3. 边界元法：边界元法是一种基于格林函数的数值方法，可以用于求解边界的表面电荷和电场分布。

边界元法适用于均匀介质中的电磁场仿真问题，计算效率较高。

超高压输电线路中的瞬态电磁场仿真研究

超高压输电线路中的瞬态电磁场仿真研究随着社会的快速发展，能源的需求不断增加。

超高压输电线路作为电力输送的主要手段之一，具有输送距离远、输电损失小等优点，越来越受到关注和重视。

但是，超高压输电线路的建设和运行中，会产生大量的电磁辐射，给人们的健康和安全造成威胁。

因此，如何减少电磁辐射的影响成为研究的重点之一。

本文将围绕超高压输电线路中的瞬态电磁场仿真研究展开。

1. 超高压输电线路瞬态电磁场的危害和限制超高压输电线路在输电时，会产生大量的电磁辐射，如果辐射过大，会损害人类的健康。

同时，电磁辐射会对周围的环境和建筑物产生影响，对生态环境造成破坏，对当地居民的日常生活造成不便。

因此，为了减小超高压输电线路的电磁辐射，一些国家制定了电磁辐射的限制标准，如美国、日本、中国等。

这些标准规定了电磁辐射的限制值，超过限制值将对周围环境和人类健康产生不利影响。

2. 超高压输电线路瞬态电磁场仿真的意义瞬态电磁场仿真是一种模拟电力系统瞬态电磁场分布的方法，可以计算出超高压输电线路在运行时的电磁辐射情况。

这种方法可以预测电磁辐射的强度和范围，为设计和运行超高压输电线路提供科学依据，同时可以通过优化设计来减小电磁辐射的影响。

3. 瞬态电磁场仿真的原理和方法瞬态电磁场仿真的方法主要有磁场有限元法、电磁场分析法、有限差分法等。

其中，磁场有限元法是一种应用较为广泛的方法，其基本思想是将场量离散成有限个元素，采用有限元法求解每个元素的场量，从而得到整个场的分布。

在进行瞬态电磁场仿真前，需要进行几何建模。

通过采用三维建模软件，将超高压输电线路的各个部分进行建模，并确定模型的参数。

然后，将模型导入到瞬态电磁场仿真软件中，进行仿真计算。

最终，得到超高压输电线路在运行时的电磁辐射情况，并根据仿真结果进行优化设计。

4. 仿真结果的分析和应用通过瞬态电磁场仿真，可以得到超高压输电线路在运行时的电磁场分布情况。

根据仿真结果，可以进行电磁辐射的评估和分析，确定电磁辐射的影响范围和强度，并根据国家标准进行比较与判断。

超高压架空线-电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析

㊀㊀㊀㊀收稿日期:2020-12-16;修回日期:2021-05-19基金项目:浙江华云电力工程设计咨询有限公司科技项目(2019C 01D 01P 04);浙江大学百人计划 (自然科学A 类)通信作者:陈向荣(1982-),男,博士,研究员,博士生导师,主要从事先进电气材料与高压绝缘测试技术研究;E -m a i l :c h e n x i a n gr o n g x h @z ju .e d u .c n 第37卷第1期电力科学与技术学报V o l .37N o .12022年1月J O U R N A LO FE I E C T R I CP O W E RS C I E N C EA N DT E C H N O L O G YJ a n .2022㊀超高压架空线电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析石逸雯1,徐㊀星1,屠幼萍2,陈向荣1,裘立峰3,周文俊3(1.浙江大学电气工程学院(浙江省电机系统智能控制与变流技术重点实验室),浙江杭州310027;2.华北电力大学高电压技术与电磁兼容北京市重点实验室,北京102206;3.浙江华云电力工程设计咨询有限公司浙江杭州310000)摘㊀要:随着城市的发展与供电需求的增大,架空线电缆混合线路以其结构灵活等优点得到越来越广泛的应用,混合线路的合闸操作所引起的过电压已成为系统安全可靠运行的重要影响因素㊂在此背景下,采用P S C A D 仿真软件对某地区220k V 超高压架空线电缆混合线路合闸过电压特性进行研究,通过建立过电压仿真模型,仿真分析混合线路合闸操作时产生的合闸过电压特性,探讨影响合闸过电压的影响因素㊂结果表明:考虑三相不同期性时,合闸过电压比三相同期合闸过电压幅值增加了10%~20%;合闸过电压与合闸相角有关,且合闸过电压幅值与合闸电阻大小呈反比关系;通过合闸时间的配合,合闸电阻分级投入,使能量逐级释放,在此基础上发现采用多级合闸电阻可更有效地限制操作过电压㊂研究工作为超高压架空线电缆混合线路的设计提供了参考依据㊂关㊀键㊀词:超高压;架空线电缆混合线路;合闸过电压;合闸电阻D O I :10.19781/j .i s s n .1673-9140.2022.01.021㊀㊀中图分类号:TM 866㊀㊀文章编号:1673-9140(2022)01-0178-08S i m u l a t i o na n a l y s i s o f c l o s i n g o v e r v o l t a ge c h a r a c t e r i s t i c s of o v e r h e a d -c a b l e h y b r i d l i n e sw i t h e x t r ah igh v o l t a ge S H IY i w e n 1,X U X i n g 1,T U Y o u p i n g 2,C H E N X i a n g r o n g 1,Q I U L if e ng 3,Z HO U W e n ju n 3(1.Z h e n j i a n g P r o v i n c i a lK e y L a b o r a t o r y o fE l e c t r i c a lM a c h i n eS y s t e m s ,C o l l e g e o fE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ,H a n gz h o u 310027,C h i n a ;2.K e y L a b o r a t o r y o fH i g hV o l t a g e&E l e c t r o m a g n e t i cC o m p a t i b i l i t y ,N o r t hC h i n aE l e c t r i cP o w e rU n i v e r s i t y,B e i j i n g 102206,C h i n a ;3.Z h e j i a n g H u a y u nP o w e rE n g i n e e r i n g D e s i g nC o n s u l t i n g C o m p a n y ,H a n gz h o u310000,C h i n a )A b s t r a c t :W i t h t h e d e v e l o p m e n t o f c i t y a n d i t s p o w e r s u p p l y d e m a n d i n c r e a s e ,t h e o v e r h e a d -c a b l e h yb r i d l i n e h a v e b e -c o m em o r e a n dm o r ew ide l y a p p l i c a t i o nd u e t o i t sf l e x i b l e s t r u c t u r e .T h e o v e r v o l t ag e c a u s e db y th e c l o si n g o p e r a t i o n o f t h e h y b r i d l i n e h a s b e c o m e a n i m p o r t a n t f a c t o r a f f e c t i n g t h e s a f e a n d r e l i a b l e o p e r a t i o n o f t h e p o w e r s y s t e m.I n t h i s p a p e r ,P S C A Ds i m u l a t i o n s o f t w a r e i s e m p l o y e d t o s t u d y t h e c l o s i n g o v e r v o l t a g e c h a r a c t e r i s t i c s o f 220k Ve x t r ah i gh v o l t a g e (E HV )o v e r h e a d -c a b l eh y b r i d l i n e s i n a c e r t a i n a r e a .A n o v e r v o l t a ge s i m u l a t i o nm o d e l i s e s t a b l i s h e d ,a n d t h e c l o s i n g o v e r v o l t a g e c h a r a c t e r i s t i c s g e n e r a t e dd u r i n g t h ec l o s i n g o p e r a t i o nof t h eh y b r i dl i n ea r es i m u l a t e da n da n a -l y z e d .F i n a l l y ,t h e a f f e c t i ng f a c t o r s o f th e c l o si n g o v e r v o l t a g e a r ed i s c u s s e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a t ,t h eo v e r v o l t a ge a m p l i t u d e of t h r e e -p h a s en o n -s y n c h r o n o u s c l o s i ng i s 10%~20%l a r g e r th a n t h a t o f t h r e e -p h a s e s y n c h r o n o u s c l o si n g.Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期石逸雯,等:超高压架空线电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析T h e c l o s i n g o v e r v o l t a g e i s r e l a t e d t o t h e c l o s i n gp h a s e a n g l e,a n d t h e c l o s i n g o v e r v o l t a g e a m p l i t u d e i s i n v e r s e l yp r o-p o r t i o n a l t o t h e c l o s i n g r e s i s t a n c e.T h r o u g h t h e c o o r d i n a t i o n o f t h e c l o s i n g t i m e,t h e c l o s i n g r e s i s t o r s a r e i n p u t i n s t a-g e s t o r e l e a s e e n e r g y s y s t e m a t i c a l l y.T h e r e b y,i t i s f o u n d t h a t t h e a p p l i c a t i o n o fm u l t i-l e v e l c l o s i n g r e s i s t a n c e c a n l i m-i t t h e o p e r a t i n g o v e r v o l t a g em o r e e f f e c t i v e l y.T h e p r o p o s e d r e s e a r c h p r o v i d e s a r e f e r e n c e f o r t h e d e s i g n o f E HVo v e r-h e a d-c a b l eh y b r i d l i n e.K e y w o r d s:e x t r ah i g hv o l t a g e;o v e r h e a d-c a b l eh y b r i d l i n e s;c l o s i n g o v e r v o l t a g e;c l o s i n g r e s i s t a n c e㊀㊀随着城市建设的快速发展,架空线的数量呈指数式增长,电力电缆凭借其占地面积少㊁维护工作量小和可靠性高等优点而被广泛应用㊂因此,为减轻城市线路通道的压力,输电系统需向架空线电缆混合线路转变[1-5]㊂空载线路合闸是在电力系统中比较常见的操作,合闸过电压在超高压及特高压系统中,已经成为决定电网绝缘水平主要依据㊂架空线和电缆两者在阻抗参数上有着显著的区别,由于架空线波阻抗远大于电缆线路,架空线和电缆接口处波阻抗不连续,导致过电压波在传播过程中会产生复杂的折反射现象[6]㊂因此,为保证系统安全㊁稳定的运行,有必要对架空线电缆混合线路的过电压特性展开研究㊂国内外学者对合闸过电压展开了广泛地研究㊂文献[7]利用A T P/E MT P仿真软件对某地区220k V电缆进行合闸仿真,得出合闸过电压的分布规律并研究了合闸相位对合闸过电压的影响;文献[8]等采用电磁暂态仿真软件A T P/E MT P,对合闸空载线路时,高压单芯电缆护套的过电压进行了仿真计算,得出电缆导体上的2%统计过电压倍数为1.50,金属护套上的2%统计过电压倍数为0.20;文献[9]运用A T P/E MT P仿真软件研究了330k V 架空线空载合闸时,合闸电阻大小对限制空载线路合闸过电压的影响,得到系统过电压幅值与合闸电阻大小呈反比关系㊂但实际情况下,断路器三相之间存在一定程度的不同期性,文献[10]利用P S C A D 仿真软件中的M u l t i p l eR u n组件,分析了某500k V 超高压交流系统合闸过电压与合闸同期性之间的关系㊂目前国内外对合闸过电压研究多为单一种类线路,而对于架空线电缆混合线路合闸过电压特性的研究较少㊂本文利用P S C A D仿真软件,搭建220k V超高压架空线电缆混合线路仿真模型,分别对该混合线路架空线同期与非同期合闸操作过电压进行仿真分析,研究合闸电阻与合闸相角对合闸过电压幅值的影响㊂1㊀合闸过电压1.1㊀合闸过电压形成合闸过电压发生的根本原因是系统初始状态和稳态的电压幅值存在差异㊂断路器合闸前,一端为电源电压,另一端空载线路初始电压为零;断路器合闸后,线路电压不变,维持初始零值,此时在断路器两侧存在电压差,进而产生过电压振荡[11-12]㊂但实际工程中,断路器合闸时会存在一定程度的三相不同期,当一相或两相先合闸,三相电路不对称运行,通过电容耦合使各相架空线电压发生变化㊂具体分析如图所示㊂U2C1223133020C10E CE A图1㊀三相不同期合闸电容耦合电路F i g u r e1㊀T h r e e-p h a s en o n-s y n c h r o n o u s c l o s i n gc a p a c i t i v e c o u p l i n g c i r c u i t若A相先合闸,达到稳态后其电压满足U1= E A㊂通过相间电容耦合,使未合闸的B相与C相感应出同极性电压,此时B相电压U2与C相电压U3为U2=C12C12+C20U1U3=C13C13+C30U1ìîí(1)㊀㊀若B㊁C两相分别在电压达到峰值E B㊁E C时合闸,过电压幅值等于稳态幅值与振荡幅值之和,B相过电压幅值和C相过电压幅值为971Copyright©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月2E B -U 2=2E B -C 12C 12+C 20U 12E C -U 3=2E C -C 13C 13+C 30U 1ìîí(2)㊀㊀若B ㊁C 相在合闸时的稳态电压E B ㊁E C 的极性与感应电压U 2㊁U 3的极性相反时,过电压倍数增大㊂在架空线电缆系统中,当电压行波由架空线向电缆传播时,由于架空线与电缆的波阻抗不同,会发生折反射现象㊂如图2所示,A B 为架空线部分,Z 0u 2qu 1qu F i gu r e 2㊀O v e r h e a d l i n e -c a b l e s y s t e mr e f r a c t i o n a n d r e f l e c t i o nd i a gr a m 在电缆首端,电压波由架空线传入电缆时,得到折反射电压为u 2q =2Z c Z 0+Z cu 1qu 1f =Z c -Z 0Z 0+Z c u 1qìîí(3)㊀㊀电缆线路波阻抗小于架空线路波阻抗,因此在连接点B 处,电压折射波与反射波幅值减小,均小于入射波幅值,且折射波极性与入射波相同,而反射波极性与入射波相反[13]㊂在电缆末端,电缆电压行波一部分传至架空线,一部分反射回电缆线㊂根据上述原理,可得到电缆传至架空线时,折反射电压为u 2q =2Z 0Z 0+Z cu 1qu 1f =Z 0-Z cZ 0+Z c u 1qìîí(4)㊀㊀电缆线路波阻抗小于架空线路波阻抗,因此在连接点B 处,电压折射波幅值大于入射波幅值,折射波与反射波的极性规律与电缆首端相同㊂2㊀220k V 架空线电缆系统模型建立2.1㊀架空线与电缆参数该架空线电缆系统依托浙江省洛迦鱼东220k V 线路工程,具体线路拓扑结构如图3所示㊂其中,220k V 架空线总长为11.8k m ,采用二分裂L G J -630/45钢芯铝绞线,接地导线采用L G J -120/25钢芯铝绞线㊂电缆长为6.58k m ,采用型号为Y J L W -127/2201ˑ630的交联聚乙烯绝缘电缆㊂在P S C A D 仿真软件中,架空线和电缆选取与频率相关且能反映过电压波过程的J .M a r t i 模型[13]㊂架空线结构如图4所示㊂电缆部分采用三相水平排布的单芯同轴电缆,每相电缆之间间隔为0.35m ,电缆结构如图5所示㊂图3㊀线路拓扑结构F i gu r e 3㊀L i n e t o p o l o g y 12.5m接地线三相导线E 1E 24.5m25.6m7.5m7.5mABC图4㊀架空线排布F i gu r e 4㊀O v e r h e a d l i n e l a y o u t d i a g r a m 0.03050.06220.07240.0794图5㊀单芯同轴电缆结构F i gu r e 5㊀S i n g l e -c o r e c o a x i a l b r i d g e c a b l e s t r u c t u r e 为限制金属护套层感应电压㊁减少中间接头数量,电缆往往采用交叉互联接地[14]㊂本工程中,与架空线相连的电缆部分,首尾段采用护套单端接地,中间部分采用护套交叉互联的连接方式,交叉互联接地段长为1.8k m ,单端接地端长为0.59k m ,采用一端直接接地,另一端经护层保护器接地的连接方式㊂通常在交叉互联接头处过电压幅值较大[15],因此本文在电缆交叉互联处选取6个测量点,分别081Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期石逸雯,等:超高压架空线电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析距离电缆首端和末端1.19㊁1.79㊁2.39k m ,如图6所示㊂图6㊀电缆连接F i gu r e 6㊀C a b l e c o n n e c t i o n 2.2㊀护层保护器参数电力行业标准D L /T401 2002‘高压电力电缆选用导则“中指出电缆经护层保护器接地,可减小过电压对电缆护套的危害,从而保护电缆㊂该工程采用起始动作电压为4k V 的L H Q -220型号的护层保护器㊂其伏安特性曲线如图7所示㊂3.53.02.52.01.51.0V /p .u .20015010050I /kA图7㊀护层保护器的伏安特性F i gu r e 7㊀S h e a t h p r o t e c t o rV -I c h a r a c t e r i s t i c s 2.3㊀合闸过电压仿真模型由于操作过电压的幅值服从概率分布,且操作过电压的幅值具有一定的随机性,若按照操作过电压的最大值来确定设备的绝缘,会导致设备绝缘水平设置过高,故可用2%统计过电压来确定绝缘㊂通常运用蒙特卡洛法对随机变量进行统计,计算所得的2%统计过电压,即置信概率水平在98%内的过电压值,满足P (U >U 2%=0.02)[16]㊂断路器的三相合闸的不同期性是指断路器的每一相在收到确切的合闸信号后,并不能严格的在相应时间合闸,具体每相合闸时间存在微小的不同㊂为模拟断路器三相合闸的不同期性,在A ㊁B ㊁C 三相同期合闸时间的基础上,加上一定的时间偏移量,该时间偏移量为三相不同期时间,即t j =t 0+Δt j ,j =A ,B ,C (5)式中㊀t 0为三相触头合闸的平均时间,由断路器的性能参数而决定;Δt j 为在区间(-Δt m ,Δt m )内服从正态分布的三相不同期时间;t j 为各相触头的实际合闸时间㊂在P S C A D 软件中使用M u l t i pl eR u n 组件来模拟多次合闸操作,如图8所示㊂V 1V 2Ch.1Meas-EnabMultipleRun图8㊀M u l t i p l eR u n 组件F i gu r e 8㊀M u l t i p l eR u n c o m p o n e n t 该组件工作原理如图9所示㊂T ㊁a ㊁b ㊁c 均是通过M u l t i p l eR u n 组件输出,其中,T 为服从均匀分布的时间序列,a ㊁b ㊁c 为在-0.0015~0.0015s 区间内服从正态分布的时间序列;a 1㊁b 1㊁c 1信号为断路器三相合闸的时间命令,在T 信号的基础上,分别加上了a ㊁b ㊁c 的时间偏移㊂记录输出数据（过电压幅值最大值、最小值、2%统计值）取三相电压幅值最大值作为该次抽样试验的合闸过电压是抽样次数是否满足控制断路器合闸二者相加得到三相合闸时间命令a 1、b 1、c 1接收服从正态分布的时间偏移序列a 、b 、c 接收服从均匀分布的时间序列T 否图9㊀M u l t i p l eR u n 模拟三相不同期合闸F i gu r e 9㊀M u l t i p l eR u n s i m u l a t i o no f t h r e e -p h a s e n o n -s y n c h r o n o u s c l o s i n g3㊀合闸过电压仿真分析3.1㊀合闸同期性对合闸过电压的影响在实际应用中计算合空载线路的统计过电压时,过电压服从正态分布,按照工程规定,抽样次数应大于120次[16]㊂在合闸时间和测量位置固定的情况下,得到A181Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月相架空线在不同计算次数下过电压变化情况,如表1所示㊂由表1可知,不同计算次数对同一仿真算例的合闸过电压U2%影响较小,合闸过电压变化波动不足0.1%,因此可知计算次数对操作过电压的性质和变化规律上没有本质的影响㊂表1㊀计算次数对架空线合闸过电压的影响T a b l e1㊀T h e i n f l u e n c e o f c a l c u l a t i o n t i m e s o nt h e c l o s i n g o v e r v o l t a g e o f o v e r h e a d l i n e s次数U A2%/k V120215.913220216.127320216.140在实际合闸过程中,合闸的不同期时间的大小也会对合闸过电压产生影响㊂因此可选取A相电压过零时合闸,统计次数均为120次,探究不同期时间对合闸过电压的影响㊂根据国标规定,当各相的同期性未作特殊规定时,分㊁合闸不同期不应大于5m s,因此本文选取0.0015㊁ʃ0.0030㊁ʃ0.0050s 作为三相不同期时间,测量线路首端过电压情况,如表2所示㊂由表2可知,随着不同期时间增大,合闸过电压值略有增加㊂表2㊀不同期时间对架空线合闸过电压的影响T a b l e2㊀T h e i n f l u e n c e o f d i f f e r e n t p e r i o d s o f t i m e o n t h e c l o s i n g o v e r v o l t a g e o f o v e r h e a d l i n e s不同期时间/s U A2%/k Vʃ0.0015215.914ʃ0.0030216.805ʃ0.0050217.1723.2㊀合闸电阻对合闸过电压的影响合闸可分为2个阶段,第1阶段辅助触头接通,使并联合闸电阻串入阻尼回路;合闸第2阶段,主触头闭合,并联合闸电阻被短接,电路如图所示㊂图10㊀合闸电路F i g u r e10㊀C l o s i n g c i r c u i t d i a g r a m2个合闸阶段对并联合闸电阻的要求不一致,为兼顾两阶段,R通常取300~600Ω[16]㊂合闸第1阶段,线路直接投入合闸电阻时,分别选取合闸电阻为300㊁400㊁500Ω,在A相电压过零点(t=0.1s)合闸,测量点位于线路末端,得到架空线电压数据如表3所示㊂对比可知:接入合闸电阻后,合闸过电压值较无合闸电阻时有明显下降,过电压幅值约减小3倍,且过电压幅值与合闸电阻呈反比关系㊂电缆线路在如图6所示的6个测量点时,不同合闸电阻下,电缆护套过电压的情况如图11所示㊂合闸电阻的大小并不影响电缆护套过电压变化趋势,即测量点4处均为护套过电压第一个明显的峰值点;过电压波在传播过程中,幅值会有所衰减,中等长度的电缆,在电缆末端过电压波发生反射,因此合闸过电压传至电缆末端时会升高㊂设置合闸电阻可以有效地限制合闸过电压侵入电缆,合闸电阻越大,对电缆护套过电压限制效果越明显;未设置合闸电阻时,末端过电压幅值小于第1个明显峰值点,即电缆末端测量点6为第2个峰值点,而随着合闸电阻的增加,末端反射作用愈发明显,此时电缆末端为护套过电压最大值㊂表3㊀合闸电阻限制架空线合闸过电压的作用T a b l e3㊀T h e f u n c t i o no f c l o s i n g r e s i s t a n c e t o l i m i t t h ec l o s i n g o v e r v o l t a g e o f o v e r h e ad l i n e合闸电阻/ΩU A2%/k V0109.0630039.8650027.57电缆护套过电压/kV测量点图11㊀不同合闸电阻下电缆护套过电压F i g u r e11㊀O v e r v o l t a g e o f c a b l e s h e a t hu n d e rd i f fe r e n t c l o s i n g r e s i s t a n c e281Copyright©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期石逸雯,等:超高压架空线电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析在P S C A D 中通过对断路器进行时间上的配合操作,实现2个阶段合闸的配合,即多级合闸㊂除传统的单级并联电阻外,还可采用多级并联电阻的方法进行过电压的限制[17]㊂以本工程中的B 相为例,采用多级并联电阻,其中B R K 22控制第1级400Ω合闸电阻接入,B R K 21控制第2级100Ω合闸电阻接入,B R K 2为主触头,多级并联合闸电阻的电路如图所示㊂BRK21BRK22主触头100Ω辅助触头400ΩBRK22BRK21BRK2架空线图12㊀多级合闸电路F i gu r e 12㊀M u l t i -l e v e l c l o s i n g c i r c u i t d i a g r a m 不同合闸配合下架空线过电压情况如表4所示㊂由表4可知,多级合闸可减小对线路冲击减小,使系统原本残留的能量得到一次释放,进而减小了冲击电压的幅值㊂采用多级并联合闸电阻比单级并联合闸电阻更有效地限制操作过电压倍数㊂合闸过电压侵入到电缆部分,得到电缆护套过电压幅值变化,如图13所示㊂随着合闸电阻级数的表4㊀不同合闸配合下架空线过电压情况T a b l e 4㊀O v e r v o l t a ge s i t u a t i o nof o v e r h e a d l i n e s u n d e r d i f f e r e n t c l o s i ng co o r d i n a t i o n 相序不同并联方式下的分级合闸过电压倍数多级单级B 1.041.00C1.051.03电缆护套过电压/k V测量点图13㊀单级与多级合闸电阻时电缆护套过电压F i gu r e 13㊀O v e r v o l t a g e o f c a b l e s h e a t h i n s i n g l e -s t a g e a n dm u l t i -s t a g e c l o s i n g re s i s t o r s 增加,过电压幅值有所减小㊂以电缆首端测量点1处的护套过电压幅为例,采用多级合闸电阻,电缆护套过电压最大值减小至1.95k V ,与单级合闸电阻首端护套过电压3.02k V 相比,减小54%㊂3.3㊀合闸相角对合闸过电压的影响合闸时,电源电压的相位对过电压有直接影响,因此,应选取具有代表性的相位进行合闸模拟[9]㊂在无合闸电阻的情况下,设置不同期时间为ʃ0.0015s ,选取0.095s (电源电压为负峰值)㊁0.1s (电源电压为零)和0.085s (电源电压为正峰值)这3个不同的合闸时刻,测量A 相架空线第一分档处合闸过电压㊂合闸时间影响了合闸相位,进而对架空线合闸过电压产生影响㊂当合闸相角为0ʎ时,合闸过电压最小,产生1.47倍过电压;当合闸相角为ʃ90ʎ时,合闸过电压最大,产生1.94倍过电压㊂因此,在电源电压过零时合闸,可降低合闸过电压,利于系统稳定㊂当理想情况下,三相之间不存在不同期性,在上述3个合闸时间同时合闸,计算A 相架空线第一分档处合闸过电压,对比三相同期与不同期合闸时架空线过电压的影响,如表5所示数据㊂通过对比三相同期与不同期合闸情况下的统计过电压可知,由于三相之间存在电感和电容的相互耦合,在未合闸相上感应出与已合闸线路相同极性的电压,叠加后使过电压幅值增大㊂考虑三相不同期性时,统计过电压比不考虑时幅度增加10%~20%㊂表5㊀同期性与架空线过电压的关系T a b l e 5㊀R e l a t i o n s h i p b e t w e e n s yn c h r o n i z a t i o n a n do v e r h e a d l i n e o v e r v o l t a ge 合闸时间/s 合闸相角/(ʎ)U A 2%/k V 同期不同期0.095-90187.54204.680.1000157.07169.670.08590187.54204.68电缆护套过电压同样也受到合闸时间的影响,6个测量点处过电压幅值变化趋势如图14所示㊂这2个合闸时刻,电缆首端与末端护套过电压均呈现合闸相角为0ʎ时小于合闸相角为ʃ90ʎ㊂但不同合闸时刻,测量点4处的电压却呈现不同的变化趋势,这是由于波的传递过程,0.1s 合闸滞后于0.095s381Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月合闸1/4个周期,因此合闸过电压波经过每个测量点,在电缆护套上产生的过电压变化趋势也整体滞后㊂合闸相角为ʃ90ʎ时电缆首端和末端的护套过电压幅值均较合闸相角为0ʎ时有增加,这是因为系统在电源峰值时合闸,用于产生过电压的电磁能量越大,因而有架空线传输至电缆的过电压幅值有所增加㊂电缆护套过电压/k V测量点图14㊀电缆护套过电压与合闸时间的关系F i gu r e 14㊀R e l a t i o n s h i p b e t w e e n c a b l e s h e a t h o v e r v o l t a g e a n d c l o s i n g ti m e 因此,为避开合闸相角φ0=ʃ90ʎ造成的过电压,选相投切技术得到广泛地应用,即断路器的A ㊁B ㊁C 三相可以实现非同期合闸,根据选相合闸策略,选取最佳合闸相位,即各相电压过零点时合闸,可以达到抑制线路过电压的目的,减小过电压对设备的冲击,有利于系统的稳定㊂4㊀结语本文利用P S C A D 仿真软件对某地区220k V超高压架空线电缆混合线路的合闸过电压进行仿真计算,分析了架空线合闸操作时产生的合闸过电压特性以及合闸过电压传输至电缆处,电缆护套过电压的变化,得到如下结论㊂1)由于架空线和电缆接口处波阻抗不连续,电压波在传播过程中会产生复杂的折反射现象,因此电缆护套处的过电压幅值呈现周期性波动,电缆中间部分的护套过电压幅值最大,且反射波的叠加作用将进一步增加电缆末端的过电压幅值㊂2)架空线合闸过电压幅值与合闸电阻大小呈反比关系,采用多级合闸电阻,能够使能量逐级释放,可更有效地限制操作过电压㊂过电压波传输至电缆,电缆护套过电压值呈现波动变化,但随着合闸电阻的增加,线路末端的反射作用愈加明显,电缆末端护套过电压成为最大值㊂3)三相之间存在电感和电容的相互耦合,在未合闸相上感应出与已合闸线路相同极性的电压,叠加后使过电压幅值增大㊂考虑三相不同期性,合闸过电压幅值增加10%~20%㊂4)根据选相合闸策略,在电源电压过零时合闸,可以有效地降低架空线处的合闸过电压,进而降低侵入电缆的过电压幅值,有利于系统稳定运行㊂电缆护套上产生的过电压变化趋势与合闸时间密切相关,合闸相角为ʃ90ʎ时,电缆首末端的护套过电压较0ʎ时合闸增加约1k V ㊂参考文献:[1]吴志祥,周凯,何珉.高压电缆交叉互联系统的3种优化接地方案[J ].电力科学与技术学报,2020,35(3):135-140.WUZ h i x i a n g,Z HO U K a i ,H E M i n .R e s e a r c ho nt h r e e o p t i m i z e d g r o u n d i n g sc h e m e s o fHVc a b l e c r o s s c o n n e c -t i o ns y s t e m [J ].J o u r n a lo fE l e c t r i cP o w e rS c i e n c ea nd Te c h n o l o g y,2020,35(3):135-140.[2]逯怀东,许磊,刘宗杰,等.电缆架空线混合线路故障行波定位及自适应重合闸控制[J ].电力科学与技术学报,2013,28(4):31-36.L U H u a i d o n g ,X U L e i ,L I U Z o n g ji e ,e t a l .N e w m e t h o d o f t r a v e l i n g w a v ef a u l t l o c a t i o na n da d a p t i v er e c l o s i n gf o r c a b l e -o v e r h e a d m i x e dl i n e s [J ].J o u r n a lo fE l e c t r i c P o w e r S c i e n c e a n dT e c h n o l og y,2013,28(4):31-36.[3]杨亮,周恺,倪周,等.考虑负荷特性的X L P E 电缆绝缘老化程度研究[J ].智慧电力,2020,48(10):113-119.Y A N G L i a n g ,Z HO U K a i ,N IZ h o u ,e ta l .A n a l y s i so f X L P Ec a b l e i n s u l a t i o na g i n g c o n s i d e r i n g lo a dc h a r a c t e r -i s t i c s [J ].S m a r tP o w e r ,2020,48(10):113-119.[4]边浩然,杨丽君,马志鹏,等.基于累积损伤曲线的电寿命模型步进应力试验方法及在X L P E 电缆中的应用[J ].中国电力,2020,53(9):125-132.B I A N H a o r a n ,Y A N G L i j u n ,MA Z h i p e n g ,e ta l .S t e p-s t r e s s t e s tm e t h o d f o r e l e c t r i c a l l i f em o d e l b a s e do nc u -m u l a t i v e d a m a g e c u r v ea n d i t sa p pl i c a t i o n i nX L P Ec a -b l e [J ].E l e c t r i cP o w e r ,2020,53(9):125-132.[5]张悦,陈孝信,钱勇,等.X L P E 电缆交叉互联系统中局放脉冲时域特征仿真研究[J ].高压电器,2021,57(7):112-118.481Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期石逸雯,等:超高压架空线电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析Z HA N G Y u e,C H E N X i a o x i n,Q I A N Y o n g,e t a l.S i m u-l a t i o n s t u d y o n t i m ed o m a i n f e a t u r eo f p a r t i a l d i s c h a r g e p u l s ei n X L P E c a b l ec r o s s-b o n d i n g s y s t e m[J].H i g h V o l t a g eA p p a r a t u s,2021,57(7):112-118.[6]陈玉林,陈允平,孙金莉.高压电缆金属护套交叉点行波折反射的规律[J].高电压技术,2006,32(10):11-14.C H E NY u l i n,C H E NY u n p i n g,S U NJ i n l i.S t u d y o f t r a v-e l i n g w a v ea t t h es h e a t h-c r o s s i n gp o i n to fh i g hv o l t a g e p o w e rc a b l e[J].H i g h V o l t a g e E n g i n e e r i n g,2006,32 (10):11-14.[7]何学锦,邹国平,曹俊平,等.220k V高压电缆合闸过电压研究[J].电工技术,2019(1):18-20.H EX u e j i n,Z O U G u o p i n g,C A OJ u n p i n g,e t a l.S t u d y o n c l o s i n g o v e r v o l t a g e c h a r a c t e r i s t i c so f220k Vh i g hv o l t-a g e c ab l e[J].E l ec t r i cE n g i n e e r i n g,2019(1):18-20.[8]郭兴军,牛海清,王晓兵,等.高压单芯电缆护套操作过电压计算及冲击试验[J].高电压技术,2007,33(10): 147-150.G U O X i n g j u n,N I U H a i q i n g,WA N G X i a o b i n g,e ta l.C a l c u l a t i o na n d t e s t o f s h e a t ho v e r v o l t a g e o f s i n g l e-c o r e c a b l e[J].H i g hV o l t a g eE n g i n e e r i n g,2007,33(10):147-150.[9]王国林.基于A T P-E M T P的330k V空载线路合闸过电压仿真分析[J].电工电气,2019(11):34-37. WA N G G u o l i n.S i m u l a t e da n a l y s i so f330k V n o-L o a d l i n e s w i t c h-o no v e r v o l t a g eb a s e do nA T P-E M T P[J].E-l e c t r o t e c h n i c sE l e c t r i c,2019(11):34-37.[10]丘凌.500k V超高压交流系统操作过电压仿真研究[D].杭州:浙江大学,2010.[11]宋苗苗,刘健,张志华,等.一种配电线路深度限流型自适应重合闸技术研究[J].供用电,2020,37(10):51-57+64.S O N G M i a o m i a o,L I UJ i a n,Z HA N GZ h i h u a,e t a l.R e-s e a r c ho n d e e p c u r r e n t l i m i t i n g a d a p t i v e r e c l o s i n g t e c h-n o l o g y f o r d i s t r i b u t i o n l i n e s[J].D i s t r i b u t i o n&U t i l i z a-t i o n,2020,37(10):51-57+64.[12]张志华,刘健,吴水兰,等.基于暂态特征的配电线路自适应重合闸仿真研究[J].电测与仪表,2021,58(7): 81-88.Z HA N GZ h i h u a,L I UJ i a n,WUS h u i l a n,e t a l.R e s e a r c h o ns i m u l a t i o no fd i s t r i b u t i o nl i n ea d a p t i v ea u t o-r e c l o-s u r e t e c h n i q u e b a s e do n t h e t r a n s i e n t c h a r a c t e r i s t i c[J].E l e c t r i c a l M e a s u r e m e n t&I n s t r u m e n t a t i o n,2021,58(7):81-88.[13]黄振.电缆架空线路雷电过电压研究[D].武汉:华中科技大学,2017.[14]高俊国,于平澜,李紫云,等.基于有限元法的电缆金属护套感应电压仿真分析[J].高电压技术,2014,40(3): 714-720.G A OJ u n g u o,Y U P i n g l a n,L IZ i y u n,e ta l.S i m u l a t i o na n a l y s i so f I n d u c e dv o l t a g eo f m e t a ls h e a t ho f p o w e rc a b l eb a s e do n f i n i t e e l e m e n tm e t h o d[J].H i g hV o l t a g eE n g i n e e r i n g,2014,40(3):714-720.[15]惠宝军,傅明利,刘通,等.110k V及以上电力电缆系统故障统计分析[J].南方电网技术,2017,11(12):44-50.HU IB a o j u n,F U M i n g l i,L I U T o n g,e t a l.S t a t i s t i c a l a-n a l y s i s o f p o w e r c a b l e s y s t e mf a u l t so f110k Va n da-b o v e[J].S o u t h e r nP o w e r S y s t e m T ec h n o l o g y,2017,11(12):44-50.[16]夏成军,张尧,邹俊雄.合空线统计过电压的建模与仿真[J].高电压技术,2007,33(10):11-15.X I A C h e n g j u n,Z HA N G Y a o,Z O U J u n x i o n g.M o d e la n d s i m u l a t i o no f s t a t i s t i c a l l i n e-e n e r g i z i n g o v e r-v o l t a g e[J].H i g hV o l t a g e,2007,33(10):11-15. [17]陈思浩,吴政球,陈加炜,等.多级合闸电阻限制1000k V输电线路操作过电压的研究[J].电网技术,2006, 30(20):10-13.C H E NS i h a o,WU Z h e n g q i u,C H E NJ i a w e i,e ta l.R e-s e a r c ho n l i m i t i n g s w i t c h i n g o v e r v o l t a g eb y m u l t i s t a g ec l o s i n g r e s i s t a n c e i n1000k Vt r a n s m i s s i o nl i n e s[J].P o w e r S y s t e m T e c h n o l o g y,2006,30(20):10-13.581Copyright©博看网. All Rights Reserved.。

基于RTDS的超高压线路保护装置的试验研究

基于RTDS的超高压线路保护装置的试验研究毛鹏1, 杨立璠1, 杜肖功1, 李小滨1, 索南加乐 2(1. 东方电子保护所，烟台，264001；2. 西安交通大学，西安，710049)摘要：RTDS(Real Time Digital System)能够比较真实的反映实际电力系统的故障性征，且较模拟动模试验系统，有易于控制故障工况、故障可重现等优点，使其在高压线路保护装置的研制及开发过程中发挥着重要的作用。

本文介绍高压线路保护装置动模测试的模型及要求的同时，着重分析了当前高压线路保护装置研究的几个难点，并就此给出了我们在研制新一代高压线路保护产品DF3621中的处理策略和方法。

大量的RTDS试验表明：DF3621对于特殊工况、转换性故障等方面表现良好，装置整体性能可靠，能够满足高压线路对保护的要求。

此装置还有待于现场试运行的进一步考验。

关键字：RTDS；高压线路保护；振荡闭锁Test Study of Extra-High-Voltage Line Protection Based On RTDS Mao Peng1， Yang Li-fan1， Du Xiao-gong1， Li Xiao-bing1， Suonan Jia-le2(1 Dongfang Electronic Group, Yantai, 264001; 2 Xi'an Jiaotong University, Xi'an,710049)Abstract: RTDS(Real Time Digital System) can really simulate fault states of the practical power system, and has more excellences than analogy dynamic simulation system, such as being easy to control and fault state could reappear etc. Because of its characteristics, RTDS plays an important role in the R&D process of extra high voltage(EHV) line protection relay. This paper introduces the test model and requirements of EHV line protection relay, and analyzes several study emphases of line protection device in detail. Scheme and method for these problems in developed new high voltage line protection DF3621 are presented. Lots of RTDS test results show that DF3621 has high reliability and satisfactory performances to special system states and faults such as faults during swing and translating faults etc.. The protection still requires more practical running tests.Keywords: RTDS, High Voltage Line Protection, Swing Block0 引言电力系统数字仿真具有不受原型系统规模和结构复杂性的限制，能够保证被研究、试验系统的安全性和具有良好的经济性、方便性等许多优点，正被越来越多的电力科技工作者所关注，并且在电力系统规划和设计、装置的研究开发、运行人员培训等领域发挥着重要的作用[1]。

高压馈线二次回路仿真装置的设计及演示

高压馈线二次回路仿真装置的设计及演示赵义明【摘要】High voltage feedback-secondary circuits of substations are a key content that the students ot power system and automation should master. But now the teaching aid of college has complicated structure and profound principal, which is difficult for the students to understand. This paper develops a set of simulation experiment device of high voltage feedback-secondary circuits of substations which used for electrical professional experiments. This simulation experiment device is simple and easy for the student to use. It can realize the breaker＇s operation, the current protection movement and circuit breaker tripped reclose device experiments. With the use in the correlative subjects, a well teaching result is achieved with this experiment .%变电站高压馈线二次回路是电力系统及其自动化专业学生所应掌握的重点内容，但目前各高校使用的实验装置结构复杂，不利于学生理解掌握。

_800kV云广直流输电线路保护的仿真及分析

Δuset 保护复位
u
du max(du )
dt
dt
≤ >
启动低电压检测
Δus6 ms 启动电流梯度检测
Δiset ΔIdL
≤ >
与
与
整流侧行波保护动作
图 1 云广直流线路行波保护逻辑图 Fig. 1 Logic diagram of traveling wave protections
本文采用云广直流输电线路参数，利用 PSCAD 仿真平台进行大量仿真，分析了保护动作特性和保护误动原因，指出现有的保护在原理和配置上存在的不足以及直流输电线路保护改进的方向。所采用的直流输电系统仿真模型和由平波电抗器和直流滤波器构成的物理边界的频率特性在文献[5]中有详细论述，不再赘述。
1 云广直流输电线路保护仿真
Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50977039,50847043,90610024); Science and Technology Developing Project of Yunnan Province (2003GG10,2005F0005Z); Project Supported by Special Scientific and Research Funds for Doctoral Speciality of Institution of Higher Learning (20105314110001)．
关键词：直流输电线路；保护配置；行波保护；电流差动保护；控制系统；故障暂态
0 引言
直流输电系统不同于交流输电系统。直流输电系统是通过控制系统的快速调节，快速控制输送功率的大小和方向，因此直流线路的保护与控制系统密切相关，保护系统动作不能独立于控制系统。当直流线路保护检测到线路故障后，控制系统通过改变触发角角度，迅速将直流功率降至零并保持一段时间，使直流线路放电，以帮助直流线路再启动。这类似于交流高压输电线路的单相自动重合闸机制。超高压交流输电线路发生单相故障时，断开故障相，非故障相继续运行，然后再进行单相重合。若单相重合不成功则断开三相。而两极–地制的直流输电线路系统的 2 个极是相互独立的，当一个极

110kV变电站仿真

第四章110kV变电站仿真表现方式4．1一次设备的仿真方式进入设备区，点击某一次设备或线路间隔即可对其相关操作。

例1 ：#1主变压器的仿真方式1．进入设备区\点击#1主变，界面如图4-1所示。

图4-1 设备区#1主变2．点击#1主变后，弹跳变压器界面如图4-2所示，根据界面提示可以观察变压器各个侧面、巡视观测点（例如：温度、油位、瓦斯继电器）和对变压器进行相关操作（例如分接头的改变等）。

图4-2 设备区#1主变温度显示例2：35kV宗专一线（3513）间隔的仿真方式1．进入设备区\点击35kV宗专一线，界面如图4-3所示。

图4-3 设备区35kV宗专一线（3513）2．点击35kV宗专一线（3513）后，弹跳界面如图4-4所示，根据界面提示可以巡视间隔的各个设备（例如：断路器、隔离刀闸、互感器等）和对其进行相关操作（例如开关3513操作箱的操作）。

图4-4 设备区35kV宗专一线（3513）间隔的仿真例3：110kV宗金线（1119）GIS间隔的仿真方式110kV宗金线（1119）GIS间隔的接线方式如图4-5所示。

图4-5 110kV宗金线（1119）GIS间隔的接线方式110kV宗金线（1119）GIS间隔现场布置如图4-6所示，点击某部位可以进行相应巡视和操作。

图4-6 110kV宗金线（1119）GIS间隔的现场布置4．2二次设备操作的仿真方式点击进入保护室，可对二次回路和继电保护进行相应操作，其仿真方式分下面几点简要说明。

4．2．1继电保护屏的仿真进入保护室，点击某块保护屏后可以观察保护信息和相关操作（包括屏前和屏后的操作）。

例如点击110kV宗河线路保护屏，界面如图4-7所示。

图4-7 110kV宗河线路保护屏的仿真方式4．2．2保护压板的投切进入保护屏后，点击“压板”或者“压板说明”可以投退保护压板，仿真方式如图4-8所示。

图4-8 保护压板的投切的仿真方式4．2．3备用电源自动投入装置的仿真方式本仿真软件配置了35kV和10KV两套备用电源自动投入装置，仿真方式说明如下。

220kv桂东变仿真操作说明

220kv桂东变仿真操作说明引言：220kv桂东变是一个重要的电力设备，对于电力系统的稳定运行起着关键作用。

为了确保变电站的正常运行和安全性，进行仿真操作是必不可少的。

本文将详细介绍220kv桂东变的仿真操作步骤和注意事项，帮助读者了解如何正确进行仿真操作。

一、仿真操作步骤1. 确定仿真目标：在进行仿真操作之前，需要明确仿真目标，例如评估变电站的稳定性、检验保护装置的性能等。

根据不同的目标，选择合适的仿真软件和参数设置。

2. 收集数据：收集变电站的相关参数、拓扑图、线路图等数据，包括线路电压、电流、变压器容量等。

确保数据的准确性和完整性，为后续仿真操作提供可靠的基础。

3. 建立模型：根据收集到的数据，在仿真软件中建立变电站的模型。

根据实际情况，对各个元件进行建模，包括发电机、变压器、线路、开关等。

确保模型的准确性和合理性。

4. 设置仿真参数：根据仿真目标和实际情况，设置仿真参数，包括仿真时间、步长、负荷情况等。

合理设置参数，可以获得准确的仿真结果。

5. 运行仿真：将模型和参数导入仿真软件，运行仿真程序。

观察仿真过程中的数据变化和系统响应，分析仿真结果。

6. 评估仿真结果：根据仿真结果，评估变电站的稳定性、运行性能等。

分析可能存在的问题和潜在风险，并提出改进建议。

二、注意事项1. 数据的准确性：收集数据时要确保其准确性和完整性，避免因数据错误导致仿真结果的不准确性。

2. 模型的合理性：建立模型时要考虑各个元件的特性和相互关系，确保模型的合理性和准确性。

3. 参数设置的合理性：设置仿真参数时要考虑实际情况，合理选择仿真时间、步长、负荷情况等参数，以获得准确的仿真结果。

4. 结果分析的全面性：在评估仿真结果时要全面考虑各个方面的问题，包括稳定性、运行性能、保护装置性能等。

5. 问题的解决方案：对于发现的问题和潜在风险，要提出相应的改进建议和解决方案，确保变电站的正常运行和安全性。

三、结论本文详细介绍了220kv桂东变的仿真操作步骤和注意事项。

高海拔10kV线路小档距带电作业工器具电磁场有限元仿真方法

高海拔10kV线路小档距带电作业工器具电磁场有限元仿真方法2云南电网有限责任公司丽江供电局，云南丽江674300）摘要：本文提出了一种高海拔10kV线路小档距带电作业工器具电磁场有限元仿真方法，从电磁场的基本定律和控制方程出发，设置边界条件并确定迭代求解方法，建立工器具电磁场数学模型，并计算求解。

计算了无损模型与缺陷模型的电场分布，在物理模型中添加了有限元参数，求解得到了各模型电场分布，为为高海拔10kV线路小档距带电作业工器具的有效开发提供了技术支撑。

关键词：有限元；电磁场仿真；电力系统；输电线路；0引言在配网架空线路不停电作业中，通常需要转移负荷来确保检修过程中不减少负荷，以保证持续供电。

比如用绝缘分流线带负荷更换发热线夹、更换柱上隔离开关；用旁路柔性电缆和旁路负荷开关等构建的旁路回路带负荷更换架空线路和设备等。

但不同的负荷转移方法，对作业的安全具有很大的影响。

当前，利用旁路设备来实现负荷转移已逐渐广为应用，但对于架空线路作业半径大（200米-500米）的情况，发生不停电带负荷更换或检修跌落式熔断器、隔离开关、柱上负荷开关、柱上断路器等项目检修任务时，旁路作业法的又暴露出诸多问题，如投入工作人员过多、旁路设备多、铺设过程繁冗等问题。

针对现有检修方法存在的困难和应用瓶颈，“基于短杆技术的高海拔10kV线路小档距带电作业法”应运而生，它由绝缘杆产品和小旁路产品组成，作业半径为20米，相对传统带电作业可以大幅度缩短作业半径，对作业两侧的电杆无特殊要求。

此类作业法极大减少了旁路设备和工作人员的数量，缩短了工作时间，是配网不停电作业方法的一种扩展与进步[1-4]。

本文讨论了如何建立高海拔10kV线路小档距带电作业工器具电磁场有限元仿真模型，明晰作业过程中包含多物理场耦合的关键步骤，为后续开展新型工器具作业结果质量以及效率提供模型基础。

1带电作业工器具电磁场有限元仿真模型高海拔10kV线路小档距带电作业工器具电磁场有限元仿真模型可用于评估工器具在电磁场中的电磁性能、辐射情况以及与周围环境的相互作用。