超高压电网稳态与暂态电压分析.pptx
概 述 超电压:300800kV 330kV （70年代中）；500kV （80年代初）；750kV （2006年）。特高压: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）从制造方面考虑 。第1页/共21页 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.）2.51.31.41.31.41.31.41.31.4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)内部过电压是决定电网设备绝缘水平的依据之一第2页/共21页 超高压电网的稳态电压分析：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 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)、恢复电压第3页/共21页 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 第4页/共21页 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-EMTP、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 第5页/共21页第一章 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。第6页/共21页 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：第7页/共21页 式中：高电压线路:RX ,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。第8页/共21页 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、并联电抗器第9页/共21页 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：第10页/共21页 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）第11页/共21页 波速：架空线路：线路的电气长度：-全波长线路 -1/4波长线路 km/s f=50 Hz第12页/共21页 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：第13页/共21页 无损耗线路 R0=0、G0=0，则 无损耗输电线路的稳态方程解为：第14页/共21页 1.3 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：图1-3 长线路接负载电路第15页/共21页 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：第16页/共21页 表1 架空线路输送的自然功率值 超高压输电线路输送功率：S 0.8 P0 U（kV）220330500750ZC（）400375300295284277290280P0（MW）12013036337088090819302000第17页/共21页 1.4 1.4 沿无损耗线路的功率传输而则 (1-1)以U2为参考相量,为U1超前U2的相角,则 (1-2)图1-4 长线路接负载电路第18页/共21页 令（1-1）、（1-2）实部和虚部分别相等，得：（1-3）（1-4）由（1-4）可得：（1-5）短线路：则第19页/共21页 短线路的功率传输表达式：若U1=U2=Ue：则（1-5）可改写为：沿线电压一定时，线路传输功率是线路长度和负荷角的函数。输电线路传输功率的极限为：（1-6）第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页
