防雷設計作業(yè).docx

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1、研究生課程考核試卷（適用于課程論文、提交報告）科目：變電站直擊雷防雷設計教師：楊慶姓名：第二組學號：專業(yè)：電氣工程與自動化類別：（學術、專業(yè)√）上課時間：2015年5月至2015年6月考生成績：卷面成績平時成績課程綜合成績閱卷評語：閱卷教師(簽名)重慶大學研究生院制目錄題目：1課程作業(yè)221ATP仿真21.1ATP仿真簡介21.2ATP仿真過程31.3仿真結果分析42貝杰隆編程法解題82.1貝杰隆法原理82.1.1貝杰隆法概述82.1.2各元件等值計算電路82.1.3本題貝杰隆等效電阻102.2貝杰隆法程序仿真結果132.2.1仿真參數設置142.2.2貝杰隆

2、法仿真結果與ATP仿真結果對比143作業(yè)總結16附件1：貝杰隆法程序：17變電站直擊雷防護設計課程作業(yè)第二組題目：右圖為某變電站220kV系統(tǒng)簡化接線圖.右圖為某變電站220kV系統(tǒng)簡化接線圖.設雷電源為-20kA。求：主變、進線入口、母線中間和變壓器側斷路器上的過電壓？（貝杰隆法編程、ATP）組號：第二組組員：張智劉鑫王伍靜林翔萬佳侖周洪宇韋冬洪22變電站直擊雷防護設計課程作業(yè)第二組課程作業(yè)2下圖為某變電站220kV系統(tǒng)簡化接線圖。設雷電源為-20kA。圖1.1變電站220kV系統(tǒng)簡化接線圖以及各設備入口電容求：主變、進線入口、母線中間和變壓器側斷路器上的過

3、電壓？（貝杰隆法編程、ATP）同時采用ATP研究避雷器安裝在哪個節(jié)點能夠有效保護變電站內的設備。1ATP仿真1.1ATP仿真簡介EMTP是用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析的仿真軟件。EMTP是Electro-MagneticTransientProgram（電磁暫態(tài)程序）的首字母縮寫。為了對高壓直流輸電系統(tǒng)仿真，程序中增加了模擬二極管和晶閘管等開關器件的能力，像SPICE程序一樣，現在有幾種EMTP版本以用于個人計算機，如MicroTran、ATP等。所有版本的程序都具有BPA（美國邦納維爾電力局，BonnevillePowerAdministration）的EMTP

4、原版的大部分功能。EMTP是一個不斷發(fā)展的軟件，擁有其不斷發(fā)展的大量資源，因此成為美國電力系統(tǒng)和電子電力仿真方面的工作標準。其中ATP-EMTP(AlternativeTransientsProgram)是較為廣泛使用的一個版本。目前，EMTP程序能夠實現的主要功能有：①計算網絡的穩(wěn)態(tài)解,也可把此穩(wěn)態(tài)解再作為暫態(tài)計算的初始條件。②計算網絡中交直流電源頻率從fmin到fmax以步長Δf變化時各個頻率下的穩(wěn)態(tài)解，以求得網絡頻率特性。③所計算的網絡暫態(tài)過程包括：各種電氣設備和外來因素引起的暫態(tài)過程；由各種故障引起的故障暫態(tài)及由系統(tǒng)各種元件參數的相互影響引起的諧振現象

5、；控制系統(tǒng)和一次系統(tǒng)相互影響的暫態(tài)過程。④此外，還可根據需要將計算中得到的各個暫態(tài)量在某一時間段進行傅里葉級數分解,得到各次諧波分量?；谝陨瞎δ?，目前ATP主要應用于以下仿真：22變電站直擊雷防護設計課程作業(yè)第二組①電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)計算：電力系統(tǒng)暫態(tài)過電壓分析，暫態(tài)保護裝置的綜合選擇，高壓并聯(lián)電抗器的選擇，氧化鋅避雷器選擇等；②電力系統(tǒng)的諧振過電壓計算：計算由于磁飽和元件造成的鐵磁諧振問題；③機電暫態(tài)計算：汽輪發(fā)電機的軸系扭振問題。發(fā)電機組的次同步振蕩問題。本次變電站防雷設計主要利用變電站侵入波影響的研究，以及對于利用Matlab編譯貝杰龍算法的一個驗證。1

6、.2ATP仿真過程首先根據220kV變電站設備布局以及接線在ATP畫出基本原理圖如下：圖1.2ATP仿真接線圖各個器件的具體參數設定如下：①雷電源：電流源為標準雷電流：1.2/50μs，幅值為-20kA，雷電通道波阻抗為400Ω，在圖中表示為并聯(lián)于電流源的400Ω電阻；（電源用Heidler型電源）圖1.3雷電流、線路參數設定②線路參數設定：根據常見的220kV變電站布局，除直接連接與母線上面的設備外，其他各個設備之間的距離為3米，母線上各個節(jié)點的距離為10m，線路采用分布參數，用波阻抗來等效模擬，波阻抗同樣設為400，傳播速度為光速；22變電站直擊雷防護設計

7、課程作業(yè)第二組③隔離開關DS、電流互感器CT、斷路器DL、電壓互感器PT、主變T1按照題目所給的參數設定。④避雷器：本題采用單相線性避雷器，分別加在如圖所示入口處、母線處、斷路器處以及主變處測量電壓的節(jié)點上，探究避雷器的安裝位置對于降低雷電流侵入波幅值的影響。避雷器的伏安特性曲線設置如下：圖1.4避雷器參數設定⑤仿真時間設定：仿真時間設為1ms，由于侵入波在最短路路徑上3m的傳播時間為10ns，所以仿真步長設定需要比改時間短，為2ns。1.3仿真結果分析當不采用避雷器的時候，入口處、母線處、斷路器處以及主變處過電壓波形如下圖所示，由于傳播速度為光速，而傳播距離

8、較短，因此各處的波形只有微小的時間差，