电力系统电磁暂态与EMTP仿真

电力系统电磁暂态与EMTP仿真

仿真一

不考虑线路分布参数特性

打开ATPDraw软件，依次从元件库中选取三相交流电源、三相耦合RLC支路、多想耦合RL电路、三相时控开关和三相π形电路，选取节点电压测量仪进行测量，仿真计算接线图如下图一所示：

图一仿真一仿真计算接线图

参数设定：首先是电源，电源为500KV三相交流电源，电源幅值设定为500KV，频率设为520HZ，选择为三相电路，如下图二所示：

图二电源参数设置窗口

电源内阻抗，三相RLC中，设置电阻为200Ω，电感和电容为零；三相等效耦合RLC电路参数如下图三所示；

图三三相RLC参数设置窗口

三相时控开关，开关设备初始状态设定为打开状态，它们在一下时间闭合，相角为零时，A相：20ms，B相：20.67ms，C相：33.33ms。使得各相电路都是在电压达到峰值时合闸。

主要的是三相π电路的参数计算和设定，本提为三相均匀换位线路，L=0.00128167H/km，M=0.00039667H/km，C=0.0118061uF/km，K=0.0013696uF/km，线路长度为200km，经计算后的参数为下图四所示：

图四三相π形电路参数设置窗口

最后，再设定仿真参数，步长为 1.0E-5s，计算终止时间为0.2s。运行ATP，再运行Plot，选取适当坐标，图形输出结果如下图五所示：

图五θ=0时500kV空载线路侧首端A相电压当改变电源相角，把θ为0时候改成为30，三相时控开关A 相：21.67ms，B相：22.34ms，C相：35.00ms，输出结果如下图六所示：

图六θ=30时500kV空载线路侧首端A相电压

仿真二

考虑线路分布参数特性

500kV架空输电线路JMartin线路模型：在Lines/Cables中选取电缆模型[LCC]，其他元件可以参照仿真一选取。仿真电路如下图七所示：

图七仿真二仿真线路接线图

双击“LCC”图标，打开架空线路参数对话框，如图八所示，其

图八 500kV架空输电线路LCC模型参数对话框

中系统模型（System typle）有架空线路（Overhead Line）、不带套管的电缆（Single Core Cables）和带套管的电缆（Enclosing Pipe）三项可选，这里选架空线路模型，在架空线路模型下的参数中，用于π形等值线路的换位检查项（Transposed）不选，其它选项如自动生成、趋肤效应、分段接地等都选上；Model/Type有常参数KCLee和Clack线路（Bergeron）、π形等值（PI）、JMarti、Noda和Semlyen分布参数模型五个选项，这里在模型选择框中选择“JMarti”；模型的标准数据（Standard date）栏，土壤电阻率设为100Ω·m，参数拟合初始的较低频率为0.005Hz，线路长度设为200km；公制和英制单位切换项中选择公制单位。

架空线路模型的数据窗口，数据窗口的各参数意义列于图九所示。把500kV空载线路的几何数据和电气数据填入，节点名称确定，

图九 500kV架空输电线路LCC模型数据窗口

核对无误后，点击“OK”，显示存放文件夹路径。这样，500kV空载线路的JMarti模型建成，包括pch文件、lib文件和dat文件等。如果有保存好的LCC数据文件，可点击“Import”，导入需要的Line/Cable文件（.alc），省去数据重新输入的麻烦；如果要保存这次的录入的LCC数据文件，可点击“Export”，导出并保存需要的Line/cable文件（.alc）。

开关合闸时间，三相合闸时间分别设置为：A相：25.00ms，B 相：25.67ms，C相：38.33ms。分别设定不同相角，得到的仿真电路效果图如下图十所示。从图中可见，考虑线路分布参数特性，合闸过电压发生震荡，过电压幅值比不考虑线路分布参数特性时要大，最大过电压幅值出现在θ=0时合闸，最大过电压幅值达900kV （2.2p.u.），而在θ=60时合闸，振幅值变得很小，过电压倍数很小。

图十考虑线路分布参数时不同相位合闸线路末端A相电压左上：θ=0；右上θ=30；下面θ=60