特高压线路过电压抑制措施的仿真与研究

论文摘要

特高压交流输电线路具有分布电阻和电感小、分布电容大、输电线路长等特点,其过电压更为严重,而过电压倍数是确定系统绝缘水平的重要依据。因此抑制过电压能降低绝缘水平、并减少建设投资、降低过电压对各种电力设备损害等。论文采用国际通用的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行了大量的仿真,总结出了线路长度、故障时刻、合闸时刻等因素对线路工频过电压和线路操作过电压的影响,并仿真验证了各种传统和非传统过电压抑制措施如并联电抗器(固定补偿与可控)、金属氧化物避雷器、断路器附加电阻、串联补偿、相控开关技术等的应用效果。本文重点研究了相控开关技术在输电线路计划性合闸与单相重合闸过程中的应用,即在电源电压过零点进行依次按相对空载长线路进行合闸,对补偿线路或带感应式电压互感器的线路,在断路器断口电压波形包络线“波谷”过零点进行单相重合闸可以有效地将合闸过电压限制在允许的范围之内。理论和仿真结果证明,相控开关技术抑制特高压合闸过电压的有效性,相控断路器在现场的试验证明了相控开关技术的可靠性与准确性。本文提出,通过控制数字式保护装置的合闸时间起到相控断路器的作用,可以节省设备投资,而且控制方式更灵活。仿真结果表明,可控并联电抗器对抑制工频过电压效果明显,并能提高输电线路的传输容量、改善无功补偿,具有巨大的经济效益;对较长的输电线路应在中部设置开关站,在较短线路两端装设并联补偿电抗器,并在线路两端装设金属氧化避雷器,如果条件允许可以在线路中部装设金属氧化物避雷器,线路两端断路器采用相控开关技术按相位角进行合闸或单相自适应重合闸,可以将特高压过电压限制在允许的范围之内。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 特高压输电线路过电压研究的现状
• 1.3 本课题完成的主要工作
• 第二章 抑制特高压线路过电压主要措施
• 2.1 并联电抗器
• 2.1.1 固定补偿并联电抗器
• 2.1.2 可控并联电抗器
• 2.2 金属氧化物避雷器（MOA）
• 2.3 断路器附加分/合闸电阻
• 2.4 串联电容器
• 2.5 相控开关技术
• 2.5.1 相控开关技术理论依据
• 2.5.2 相控开关技术国内外发展现状
• 2.5.3 相控开关技术及其优点
• 2.5.4 相控开关技术抑制特高压合闸过电压
• 2.5.5 相控开关技术抑制特高压分闸过电压
• 2.6 本章小结
• 第三章 特高压线路暂时过电压仿真及抑制
• 3.1 特高压线路工频过电压仿真及抑制
• 3.1.1 单端电源带长线路的工频过电压
• 3.1.2 双端电源带长线路的工频过电压
• 3.1.3 不对称短路引起的工频过电压
• 3.1.4 甩负荷引起的工频过电压
• 3.2 特高压线路谐振过电压
• 3.3 本章小结
• 第四章 特高压线路操作过电压仿真及抑制
• 4.1 分闸操作过电压仿真及抑制
• 4.1.1 单相接地故障跳单相分闸过电压
• 4.1.2 单相接地故障跳三相分闸过电压
• 4.1.3 多相故障跳三相分闸过电压
• 4.2 合闸操作过电压仿真及抑制
• 4.2.1 空载长线路合闸过电压仿真
• 4.2.2 单相重合闸过电压仿真
• 4.2.3 相控开关技术抑制合闸过电压
• 4.2.4 其他措施抑制合闸过电压
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 特高压线路过电压特点
• 5.2 特高压线路过电压综合抑制方案
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录
• 致谢