atp防雷說明書

1、1ATP的基本操作1.1 起動雙擊ATP/atpdraw目錄下的atpdraw.exe可打開如下圖所示的窗口。圖1-1ATP/atpdraw的起動窗口點擊圖1-1的。中的按鈕，可打開如下圖所示的新建文件窗口。圖1-2ATP/atpdraw的新建文件窗口1.2 設(shè)定選擇圖1-2菜單欄中的ATPSettings,建立各種設(shè)定用的對話框。圖1-3是設(shè)定計算條件用的對話框。deltaT:時間步長s。Tmax：計算終止時間s。Xopt：0或空白時，電感元件的單位為mH;填入頻率時，電感元件的單位為ohmCopt:0或空白時，電容元件的單位為!1F;填入頻率時，電容元件的單位為!1mho選擇Timedom

2、ain：暫態(tài)計算。圖1-3計算條件選擇Frequencyscan：頻率掃描。選才HHamonicHFS:諧波計算。選擇PowerFrequency：指定系統(tǒng)頻率。圖1-4是設(shè)定輸出條件用的對話框。Printfreq:指定文本輸出頻率。Plotfreq:指定圖形輸出頻率。選擇Plottedoutput:有圖形輸出。選擇Networkconnectivity:輸出節(jié)點連接表。選擇Steady-statephasors:輸出穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果。選才EExtremalvalues:輸出極大值和極小值。選擇Extraprintoutcontrol:改變輸出頻率。選擇Auto-detect simulation

3、 errors :在畫面輸出錯誤信息。用圖1-5的對話框指定計算操作過電壓的統(tǒng)計分布時使用統(tǒng)計開關(guān)還是規(guī)律化開關(guān)。如有通用電機，在該對話框指定初始化方法、所用的單位制和計算方法。圖1-4輸出條件圖1-6是指定數(shù)據(jù)卡排列方式和附加要求用的對話框。圖7是管理MODELS變量名的對話框。圖1-8是設(shè)定參數(shù)值的對話框。圖1-5開關(guān)和通用電機圖1-6數(shù)據(jù)卡的次序和附加要求圖1-7MODELS變量名圖1-8參數(shù)值1.3 選擇元件和輸入?yún)?shù)將光標移至圖1-2的空白部分，并點擊右鍵，將出現(xiàn)圖1-9所示的菜單。從菜單中選擇目標元件后，將在空白部分的中心出現(xiàn)該元件對應(yīng)的圖標，如圖1-10所示。雙擊圖標，將出現(xiàn)輸入

4、該元件參數(shù)用的對話框，如圖1-11所示。然后按照Help的提示輸入各參數(shù)。在所有參數(shù)輸入完畢后，點擊OK,結(jié)束該元件的建模。圖1-10元件圖標圖1-11元件參數(shù)1.4 輔助操作1.4.1 連接如圖1-12所示，光標置于一個元件的端子,按下左鍵，將引線拖至另一個元件的端子,釋放左鍵后再點擊左鍵，結(jié)束連接的操作。圖1-12元件的連接1.4.2 移動將光標移至目標圖標，點擊左鍵，確定選擇對象（在該圖標外圍形成方框，以下同）按下左鍵，將該圖標拖至希望的位置，然后釋放左鍵，結(jié)束移動的操作。1.4.3 復(fù)制將光標移至目標圖標，點擊左鍵，確定選擇對象。然后，點擊圖1-13的。中的按鈕,復(fù)制目標圖標。復(fù)制圖標

5、和原圖標是重疊在一起的，按下左鍵，將復(fù)制圖標拖至希望的位置，釋放左鍵，結(jié)束復(fù)制的操作。1.4.4 旋轉(zhuǎn)將光標移至目標圖標，點擊左鍵，確定選擇對象。然后，點擊右鍵或點擊圖1-14的。中的按鈕，旋轉(zhuǎn)目標圖標。每點擊一次，順時針旋轉(zhuǎn)90。圖1-14旋轉(zhuǎn)圖1-15 節(jié)點名1.4.5 節(jié)點賦名將光標移至目標節(jié)點，點擊右鍵，生成圖1-15所示的節(jié)點賦名用對話框。在該框內(nèi)可填入節(jié)點名(6個符號之內(nèi))，并可指定是否顯示節(jié)點名。如該節(jié)點是大地，則不需填寫節(jié)點名，但需選擇Ground欄。如沒有對節(jié)點賦名，程序?qū)⒆詣咏o節(jié)點賦名。1.5 ATP的執(zhí)行選擇圖1-2菜單欄中的AT2runATP,可生成文本輸入文件(.AT

6、P文件)，并執(zhí)行ATP。如選擇圖1-2菜單欄中的ATPMarkFileAs,則只生成文本輸入文件(.ATP文件)，而不執(zhí)行ATP。1.6 計算結(jié)果的輸出1.6.1 圖形輸出選擇圖1-2菜單欄中的AT2PlotXY,可輸出用波形表示的計算結(jié)果(.pl4文件)，1.6.2 文本輸出選擇圖1-2菜單欄中的AT2EditLIS-file,可生成文本表示的計算結(jié)果(.lis文件)，文本輸出文件重復(fù)文本輸入文件的內(nèi)容，并用表格形式輸出暫態(tài)計算結(jié)果，給出警告信息和錯誤信息，還可輸出電路的節(jié)點連接表、穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果(復(fù)數(shù)表示)和暫態(tài)過程的極值。2. ATPDraw的元件菜單ATPDraw的元件菜單如圖9所示。為

7、了構(gòu)筑各種計算電路，ATPDraw準備了各種各樣的電力系統(tǒng)元件。TPDraw的元件菜單中，還有輸出用的各種探針、單相表示和三相表示的轉(zhuǎn)接器及線路換位器。(1) 探針和相接續(xù)器Probes&3-phase注(1)節(jié)點電壓探針ProbeVolt(2) 支路電壓探針ProbeBranchvolt(3)支路電流探針ProbeCurr(4) 指定TACS變量的輸出ProbeTacs(5)三相表示與單相表示的轉(zhuǎn)接Splitter(6) 換位ABBCATransp1換位AB8CABTransp2(8)換位ABgCBATransp3(9)換位ABgACBTransp4(10) 指定ABC相序的基準節(jié)點

8、ABCReference(11) 指定DEF相序的基準節(jié)點DEFReference(12) 線性支路BranchLinear(1) 電阻元件Resistor(2) 電容元件Capacitor(3) 電感元件Inductor(4) RLC串聯(lián)支路RLC(5) 3相耦合RLC支路RLC3-ph(6) 3相Y形連接RLC-Y3-ph(7) A形連接RLC-A3ph(8) 有殘留電壓的電容C:U(0)(9) 有殘留電流的電感L:I(0)2.3 非線性支路BranchNonlinear(1) 折線表示的非線性電阻(時間滯后型)R(i)Type99(2) 折線表示的非線性電阻(補償型)R(i)Type92

9、(3) 時變電阻(時間滯后型)R(t)Type97(4) 時變電阻(補償型)R(t)Type91(5) 折線表示的非線性電感(時間滯后型)L(i)Type98(6) 折線表示的非線性電感(補償型)L(i)Type93(7) 磁滯曲線表示的非線性電感(時間滯后型)L(i)Type96(8)磁滯曲線表示的非線性電感(時間滯后型)L(i)Hevia98-96(9) 指數(shù)函數(shù)表示的非線性電阻(補償型)MOVType92(10) 指數(shù)函數(shù)表示的三相非線性電阻(補償型)MOVType3-ph(11) TACS控制的非線性電阻(補償型)R(TACS)Type91(12) 帶剩磁的、折線表示的非線性電感(時間

10、滯后型)Type98,init(13) 帶剩磁的、磁滯曲線表示的非線性電感(時間滯后型)Type96,init(14) 帶剩磁的、折線表示的非線性電感(補償型)Type93,init2.4 架空線路/電纜Lines/Cables2.4.1 集中參數(shù)Lumped(1)單相或多相兀型電路RLCPi-equiv.1(2) 多相耦合RL電路RLCoupled51(3)對稱分量表示白多相耦合RL電路RLSym.512.4.2 帶集中電阻的分布參數(shù)線路Distributed(1) 換位線路用的Clarke模型Transposedlines(Clarke)(2) 不換位線路用的KCLee模型Untransp

11、.lines(KCLee)2.4.3 自動計算參數(shù)的架空線路/電纜模型LCC(1) 帶集中電阻的分布參數(shù)線路Bergeron(2)兀型電路pi(3) J.Marti頻率相關(guān)分布參數(shù)線路模型JMarti(4) Semlyen頻率相關(guān)分布參數(shù)線路模型Semlyen(5) 野田頻率相關(guān)分布參數(shù)線路模型Noda(6) 從既有pch文件建立LCC型ReadPCHfile2.5 開關(guān)Switches(1) 時控開關(guān)Switchtimecontrolled(2) 三相時控開關(guān)Switchtime3-ph(3) 壓控開關(guān)Switchvoltagecontr.(4) 二極管Diode(type11)(5) 可控

12、二極管Valve(type11)(6) 三極管Triac(type12)(7) TACS控制開關(guān)TACSswitch(type13)(8) 測量開關(guān)Measuring(9) 統(tǒng)計開關(guān)Statisticswitch(10) 規(guī)律化開關(guān)Systematicswitch2.6 電源Sources(1) 直流電源DCtype11(2) 單斜角波電源Ramptype12(3) 雙斜角波電源Slope-Ramptype13(4) 交流電源ACtype14(5) 沖擊波電源Surgetype15(6) Heidler沖擊波電源Heidlertype15(7) Standler沖擊波電源Standlertyp

13、e15(8) Cigre沖擊波電源Cigretype15(9) TACS控制電源TACSsource(10)(11)(12)2.7三相交流電源 AC 3-ph type-14不接地交流電源AC Ungrounded不接地直流電源 DC Ungrounded(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.8電機 Machines同步電機 SM59用通用電機表達的同步電機用通用電機表達的感應(yīng)電機用通用電機表達的感應(yīng)電機UM1 SynchronousUM3 Induction(雙向勵磁)UM4 Induction用通用電機表達的單相感應(yīng)電機UM6 Single phase用通用電機表達的直流電機UM8 DC

14、變壓器 Transformers(1)(2)(3)(4)單相理想變壓器 三相理想變壓器 單相飽和變壓器 三相飽和變壓器(5) Y-Y 內(nèi)鐵式變壓器Ideal 1 phaseIdeal 3 phaseSaturable 1 phaseSaturable 3 phase # Sat. Y/Y 3-leg(6) 三相變壓器參數(shù)計算(7) 單相變壓器參數(shù)計算2.9控制系統(tǒng)TACS2.9.1 信號源 Sources(1)直流信號DC-11(3) 脈沖信號Pulse-23BCTRANXFRM(2) 交流信號 AC-14(4) 斜角波信號 Ramp-24(5)指定type-90、type-91、type-9

15、2、type-93信號源的相應(yīng)節(jié)點、開關(guān)或電機內(nèi)部變量CouplingtoCircuit2.9.2傳遞函數(shù)塊Transferfunctions(1)一般型General(2)積分型Integral(3)微分型Derivative(4) 低通濾波器Lowpass(5)高通濾波器Highpass1.1.3 特殊裝置Devices(1) 頻率測量器Freqsensor-50(2) 繼電器Relayswitch-51(3) 觸發(fā)器Levelswitch-52(4) 延遲器Transdelay-53(5) 脈沖延遲器Pulsedelay-54(6) 數(shù)值采樣器Digitizer-55(7) 用戶定義非線

16、性Userdefnonlin-56(8) 時序開關(guān)Multiswitch-57(9) 可控積分器Continteg-58(10) 簡化微分器Simplederiv-59(11) 條件判斷輸出器InputIF-60(12) 選擇輸入器Signalselect-61(13) 采樣和追蹤器Sampletrack-62(14) 最小值和最大值選擇器Instmin/max-63(15) 最小值和最大值追蹤器Min/maxtracking-64(16) 累加器和計數(shù)器Acccount-65(17) 有效值測量器RMSmeter-66(18) Fortran語言表達式Fortranstatements(19

17、) 指定Fortran語言表達式的輸出流向Drawrelation1.1.4 初始化(1)指定TACS變量的初始值Initialcond.2.10 頻率相關(guān)元件FrequencyComp.(1) 頻率掃描用交流電源HFSSource(2) 單相CIGRE負荷CIGRELoad1ph(3) 三相CIGRE負荷CIGRELoad3ph(4) 線性RLCLinearRLC(5) Kizilcay頻率相關(guān)支路KizilcyF-Dependent(1)(2)(3)(4)選擇己定義的 選擇己定義的 選擇己定義的 選擇己定義的2.11 復(fù)制LIB文件，在ATP文件中增加$INCLUDE文LibraryLIB

18、REF_1文件，建立單相參考支路Ref.1-phLIBREF_3文件，建立三相參考支路Ref.3-phSUP文件，在ATPDraw窗口增加新元件Files(5) 從標準元件庫選擇元件增加到ATPDraw窗口StandardComponent注：內(nèi)是ATPDraw為該元件設(shè)定的名稱3防雷計算中電氣設(shè)備的等效模型及參數(shù)設(shè)置對于變電站的等效模型，主要有交流電源、桿塔、輸電線、避雷器、隔離開關(guān)、斷路器、電壓互感器、電流互感器、變壓器等模型。為模擬雷擊過程，主要有雷電流模型、絕緣子閃絡(luò)模型。3.1 電源模型(1)模型選擇對一條或幾條線路進行過電壓研究時，被研究的線路節(jié)點稱為內(nèi)部節(jié)點，內(nèi)部節(jié)點外的節(jié)點稱為

19、外部節(jié)點。在ATP仿真中，內(nèi)部節(jié)點和外部節(jié)點的等效電源均用一理想三相電壓源Ac3ph.sup年表示。外部節(jié)點的等效電源阻抗，用一個集中參數(shù)的線路元件Linesy_3.sup4來等效，之所以采用線路元件而不是直接用Rlc_3.sup阻抗元件，是因為還要反應(yīng)出電源的零序參數(shù)。內(nèi)部節(jié)點的等效電源阻抗，模型選用Linesy_3.supHl更卜元件或不反映零序參數(shù)白R Rlc_3.sup a阻抗元件。用Rlc_3.sup的原因是由于BPA計算得到某些內(nèi)部節(jié)點等效阻抗中可能出現(xiàn)零序電感或電阻值為負值的情況，此時如果仍采用集中參數(shù)的線路元件Linesy_3.sup就會出現(xiàn)計算錯誤情況。故外部等效電源及阻抗在

20、ATP中由"GHID"模型表示。內(nèi)部等效電源及阻抗由迎T4或"KjWEih模型表示。(2)參數(shù)設(shè)置Ac3ph.sup模型輸入?yún)?shù)包括三相電源電壓幅值，頻率，初始相角，電源投入時間，電源退出時間。參數(shù)由BPA計算結(jié)果給出。Linesy_3.sup模型輸入?yún)?shù)包括三相線路正序、零序電阻，正序、零序電抗。參數(shù)由BPA計算結(jié)果給出。Rlc_3.sup模型輸入?yún)?shù)包括三相線路電阻、電感與電容。參數(shù)由BPA計算結(jié)果給出。3.2 線路模型(1)模型選擇外部節(jié)點與內(nèi)部節(jié)點相連的線路稱為外部線路，ATP中采用可反映長線特征的波阻抗線路*II型Linezt.sup迤E卜表示，輸入?yún)?shù)

21、由BPA計算結(jié)果給出。內(nèi)部節(jié)點輸電線路模型采用較精確反映長架空線路特征LCC莫型元件力度。Model卡中計算模型方法有Bergeron、PI、因Bergeron特征線方法能較好的模擬輸電線路的暫態(tài)過程，故計算采用具有分布參數(shù)的Bergeron特征線方法。LCC模型參數(shù)由實際輸電線路的基本屬性、幾何參數(shù)等給出。(2)參數(shù)設(shè)置LCC模型中有Model卡和Data卡兩個設(shè)置項。Model卡中有輸電線路類型、輸電線路長度、計算頻率、土地電阻率、計算模型方法等設(shè)置。Data卡設(shè)置為輸電線路的基本的幾何參數(shù)。以施秉一黎平的一回輸電線路為例，Model卡和Data的設(shè)置分別如圖3-1、圖3-2所示。具體設(shè)置

22、方法可參見ATP軟件說明。Sys fam typeOverhead LrieT 6$ptisedStandarddatattPh：pURWlohmMm1500F闡M冏50-rits(* 上|的七EnglishWAutohundlirtgLsnglhkm|l547Skineffect2唱meritedgrourtdRealIratiEf.rriatrizModelT>jpft帛Sergercmr0rJMartiNoda'''Semlveri圖3-1LCC莫型Model設(shè)置卡Model口曲Ppi.riOrRinRadtReshHori:VtwerVmidSeparAl

23、phaMB#(cm|cm|dim/kmDC)Mm舊M【d匐1D01.1970.09614-ns45.918.33756062201.19701。的1404D.112.537.503301.1970.0961445.91E337.5EOG4000.5724鴕-5.152.43S.10015000760.375.152439.1001圖3-2LCC模型Data設(shè)置卡(3)實例以施秉-黎平、黎平-桂林兩條單回緊湊型線路為例，采用線路模型如圖3-3所示。圖3-3兩條單回緊湊型線路模型以桂林-清遠兩條同桿緊湊型線路為例，為考慮兩線路間的電磁耦合作用，應(yīng)采用線路模型.3r為了實現(xiàn)線路_3-4所示。圖3-4

24、同桿緊湊型線路模型3.3鐵塔模型在計算短時間交流過電壓和操作過電壓時,般省略塔的模擬， 只考慮接地電阻。 但在計算雷過電壓時，塔的沖擊波特性的模擬就很重要了。塔模型應(yīng)具備的條件作為實用的塔模型應(yīng)具備以下的條件。(2)(5)初始的塔頂阻抗在100200 的范圍內(nèi)。（此是在雷道阻抗為 400 的前提下）從塔腳返回的反射波應(yīng)呈現(xiàn)衰減。在經(jīng)過一定時間后，塔!阻抗應(yīng)等于塔腳接地電阻。從塔腳返回的反射波有畸變?？捎肊MTP十算。3.3.1無損線路模型這是用和塔高相當長度的無損線路來模擬塔,不能表現(xiàn)從塔腳返回的反射波的衰減和畸變。IEEE的輸電線雷事故率計算程序FLASH準備了圖3-5所示的四種塔模型。Sh

25、ape3Shape4ShapelShape2r1ln圖3-5IEEE FLASH勺塔模型這四個模型中的前三個用于一般塔，它們的波阻抗用 沖擊波傳播速度 v為光速的0.85倍。3.1）式（3.3）式計算，鐵塔內(nèi)的Zshape1601ndr；)(3.1)Z shape22 2H601n60(3.2)2Zshape3一 60 In cot(-tan .42(3.3)式中,rh r2(hi h2) 3%h2(3.4)ri、r2、r3為鐵塔斷面的內(nèi)接園半徑。圖3-5的第4個塔模型的波阻抗用（3.5）式計算。(3.5)7乙Z2Zshape4Z1Z2式中，Zi是園柱的波阻抗,Z2是水平園筒和園柱波阻抗的加權(quán)

26、平均值。(3.6)22HZ1601n60r2HZ2(D601nHZ1)/(HD)(3.7)r1.1.2 系田分化模型即將塔分解成主材、斜材和橫擔，分別用線路模型模擬。原模型屬于這種模型。原模型用無損線路的組合構(gòu)成，由于各段的波阻抗不同，等價地模擬了行波的畸變，但不滿足條件(2)。以下介紹雙回路塔的原模型，如圖3-6所示。圖3-6原模圖(1)主材ZTk60(1n2、2hkrek2)(k1,2,3,4)(3.8)式中, 3/43 RTkRb 2 (k 4)1,2,3)(3.9)(2)斜材實驗表明由于斜材的存在波阻抗大約下降10溢右。斜材的波阻抗用下式計算，而斜材的線路長設(shè)為相應(yīng)主材線路長的1.5倍

27、。(3.10)ZLk9ZTk(k1,2,3,4)(3)橫擔橫擔可以當作通常的水平導(dǎo)體來計算波阻抗。ZAk60ln2h(k1,2,3,4)(3.11)式中，rAk為等價半徑，取橫擔和主材的連接長度(即橫擔和塔身的連接斷面的上邊和下邊之和)的1/4。1.1.3 四段模型用上相、中相和下相的橫擔位置將鐵塔分成4段，用無損線路和R-L并聯(lián)電路的串接來模擬鐵塔，如圖3-7所示。本模型用集中電阻實現(xiàn)沖擊波的衰減，為了體現(xiàn)高頻領(lǐng)域衰減大、低頻領(lǐng)域衰減小，用電感和電阻并聯(lián)。當塔的上部和下部的波阻抗相同時，用鐵塔全體的衰減系數(shù)丫和各段相應(yīng)的長度hi、h2、h3、h4計算各段的參數(shù)，如下式所示。2Zt(3.12)

28、HRirhi(3.13)Li2H,RiRi(3.14)Vt式中，r:單位長電阻，H=h1+h2+h3+h4：塔的全高，Zt:塔波阻抗，。：沖擊波在塔中的往復(fù)傳播時間，Vt：在塔中的傳播速度，E：時間常數(shù)Li/Ri與。之比。而圖2.3中的Rf為接地電阻。當塔的上部和下部的波阻抗不同時，用下式計算各段的參數(shù)。Ri =-2Z1 In ,(h1 + h2 + h3)hi ( i = 1,2, 3)(3.15)R4 = -2Z2 In .(3.16)Li =R如RiVt(i = 1,2, 3, 4)(3.17)ZT1L1ZT2L2ZT3L3ZT4L4ZT1(Q )/ZT2(Q )丫電壓等級小電流實驗22

29、0/1500.8500kV小電流實驗120/1200.7UHV實際雷擊觀測200/1350.8實際雷擊觀測80/800.8實際雷擊觀測 ;120/1200.8表3-1四段模型的參數(shù)本模型滿足上述的對于鐵塔模型的各種要求。模型的參數(shù)是按照能夠重現(xiàn)各相招弧角電壓的實測波形來選擇的。沖擊波的傳播速度Vt為光速，取時間常數(shù)L/R等于塔內(nèi)沖擊波往復(fù)傳播時間t(即a=1)。塔上部的波阻抗ZT1和下部的波阻抗ZT2、塔塔內(nèi)的衰減系數(shù)丫根據(jù)情況可取不同的值，如表3-1所小。圖3-7四段模型這個模型的最大缺點是參數(shù)的選定不能反映鐵塔的大小和形狀。1.1.4 單波阻抗模型對于圖3-6的同桿雙回塔，也可應(yīng)用更為簡單

30、的單波阻抗模型，如圖3-8。對波阻抗的參數(shù)設(shè)置如圖3-9,其中長度length表示了桿塔的實際尺寸，因此這個模型很好的描述了桿塔結(jié)構(gòu)，但是是一種較為粗糙的模型。桿塔模型底部為桿塔接地電阻，可根據(jù)經(jīng)驗取值。圖3-8圖3-9波阻抗參數(shù)設(shè)置3.4 避雷器模型3.4.1 氧化鋅避雷器的伏秒特性在500kV變電站中，由于金屬氧化物非線性電阻片具有優(yōu)異的非線性伏秒特性，在雷電侵入波保護當中占有重要地位。氧化物避雷器的主要成分為氧化鋅，通常也稱其為氧化鋅避雷器（MOA）,其良好的防雷特性取決于其電阻片優(yōu)越的非線性特性：其全伏安特性如圖3-10。圖3-10氧化鋅避雷器伏安特性通常將伏安特性分為3個典型區(qū)域，分

31、別為小電流區(qū)、非線性區(qū)和飽和區(qū)。在小電流區(qū),通過閥片的電流在1mA以內(nèi)，這樣，在正常工作電壓下，流過避雷器的電流非常小，可近似認為續(xù)流為0,因此無需安裝串聯(lián)間隙隔斷工頻續(xù)流。在非線性區(qū)，非線性系數(shù)大大下降即使電流急劇上升，電壓也無太大變化。這樣，當雷電流侵入時，避雷器上的殘壓很小。在GIS中，氧化鋅避雷器能起到非常好的防雷作用。3.4.2 非線性電感和電阻模型在仿真計算中，可以用非線性電感模型中非線性元件L和R來模擬陡波頭電流下的V-I磁滯特性。氧化鋅避雷器具有電流波頭越短，電壓最大值的發(fā)生時間比電流最大值的發(fā)生時間越前、電壓最大值上升的特性。元件模型的端電壓V(t)由非線性電阻R(i)和非線

32、性電感L(i)分擔，3-(3-15)所示：圖3-11避雷器模型(3-15)g漳UNITWLLEmH5Dane. 5*10DComponent: ND_RP,5JPAttributes圖3-12非線性電感參數(shù)設(shè)置避雷器模型采用非線性電感和非線性電阻模擬，如圖3-11。非線性電感參數(shù)設(shè)置如圖div(t)R(i)i(t)L(i)-dtll*'JJu (VIuml ll&ODCI-ICW拗tn5C1MJ112C0icmaSKBtnTITE的加叫圖3-13非線性電阻伏安特性參數(shù)圖3-14非線性電阻伏秒特性曲線3-12。非線性電阻參數(shù)采用幾組伏安特性參數(shù)來描述，可以近似模擬出避雷器的伏安特

33、性,如圖3-13和3-14。圖3-15雷電流通道等效圖3.5 雷電流模型雷擊大地時，通常要先經(jīng)過先導(dǎo)放電，然后才是主放電過程。研究表明，先導(dǎo)通道具有分布參數(shù)的特征，稱其為雷電通道，其波阻抗為Zo。在防雷設(shè)計中，一般取雷電流通道的波阻抗Zo為300Q,Z為被擊桿塔，如圖3-15。(1)雷電流參數(shù)的選取我國一般地區(qū)雷電流幅值超過I的概率可按下式求得：logPi-I；(3-16)88年平均雷暴日在20及以下地區(qū)，雷電流幅值較小，雷電流幅值超過I的概率為:logPII44標準雷電沖擊波其波頭部分可用雙指數(shù)函數(shù)表示(如圖iIo(etet)(3-17)3-16 (a):(3-18)b),而在設(shè)計特性高塔時

34、可取余圖3-16雷電沖擊波波形設(shè)計在線路防雷設(shè)計中，波頭部分可簡化為斜角波頭(如圖弦波頭(如圖c)。而此值在我國規(guī)程尚無在500kv系統(tǒng)中，根據(jù)所建的模型，需確定最大雷電流計算值。此具體規(guī)定，太高，造成浪費，太低則不安全。一般情況下，國際上最大雷電流計算值取150kA,西歐則取250kA。根據(jù)我國國情，一般取值為210220kA,大于或等于它的概率為3.16%4.11%。(2)雷電流模型示例 a 3UNITVALUEAmpllludaT_:31.2EG年5E-5r?Isut&DUO煙%,卬51CuinuorwnL HEJDLER.SUPiltnbutas圖3-18雷電流參數(shù)的設(shè)定圖3-

35、17雷電流仿真模型3.6 絕緣子閃絡(luò)模型3.6.1 絕緣子閃絡(luò)判據(jù)如圖3-19所示，當絕緣子串上出現(xiàn)的過電壓高于絕緣子串伏秒特性時，我們即可判定絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)，閃絡(luò)時刻即為兩曲線相交的第一時刻。其中相應(yīng)的時刻t1為閃絡(luò)時刻,U1為閃絡(luò)電壓，由絕緣子串電壓波形和絕緣伏秒特性曲線共同決定。圖3-19絕緣子特性曲線3.6.2 絕緣子串伏秒特性的模擬絕緣子串伏秒特性指的是絕緣子串上出現(xiàn)的電壓最大值放電時間的關(guān)系曲線。伏秒特性通常由實驗的方法得出。當擊穿發(fā)生在波前時，擊穿電壓以當前50%放電電壓為準；發(fā)生在波尾時，以峰值電壓為準，此時的擊穿實際上是50%放電電壓峰值作用的結(jié)果。實際上，工程中各種絕緣子

36、的伏秒特性參數(shù)都是可查的，通過簡單的擬合就可得到對應(yīng)的伏秒特性公式。3.6.3 絕緣子兩端電壓波形模擬雷擊塔頂時，絕緣子串兩端的電壓為：V(t)=Vtop+Vg-Vf(t),即塔頂電位(Vtop),感應(yīng)雷過電壓(Vi),工頻過電壓(Vf)。雷擊塔頂時，由于桿塔波阻抗、沖擊接地電阻的存在，雖然避雷線可以起到一定的分流作用，但由于雷電流幅值大，陡度很高，仍能在塔頂感應(yīng)出很高的電壓。顯然，當線路電壓為U1,而橫擔電壓為U時，塔頂電位Vtop=U1-U。雷直擊輸電線路桿塔塔頂時，除了在塔頂產(chǎn)生高電位外，放電通道周圍的空間電磁場急劇變化，在導(dǎo)線上將出現(xiàn)雷電感應(yīng)過電壓。感應(yīng)雷過電壓主要通過一些規(guī)程公式進行

37、計算，并沒有一個確定的方法，可根據(jù)不同的計算要求選擇合適的規(guī)程公式得到感應(yīng)過電壓表達式。一般來說，相對于雷電沖擊電壓，電路本身的工頻電壓很小，在計算雷電過電壓時可以簡化忽略不計。但對于500kV等高壓電路，由于其電壓等級高，在考慮雷電線路反擊時，在絕緣子兩端電壓中會占有相當大的比例。因此在高壓線路仿真時要考慮工頻過電壓。3.6.4 絕緣子串閃絡(luò)模型絕緣子串閃絡(luò)模型的建立使用了TACS組件，可求和彳遞函數(shù)塊G(s)、DEVIC限置、內(nèi)部信號源、FORTRAN達式等。絕緣子串閃絡(luò)仿真模型如圖3-20。其中，52#中的驅(qū)動信號模擬絕緣子串兩端的電壓曲線、有名+固定閾限值模擬絕緣子串的伏秒特性曲線，當某一時刻驅(qū)動信號聿名+固定閾限值時，52#特殊裝置內(nèi)部的開關(guān)閉合，其輸出為一正數(shù)，將一個由其輸出控制開關(guān)狀態(tài)的13#TACS開關(guān)閉合。此TAC所關(guān)相當于絕緣子串，打開狀態(tài)為絕緣子串正常狀態(tài)，閉合狀態(tài)為絕緣子串閃絡(luò)狀態(tài)。由于TACS開關(guān)時閉時合，而絕緣子串閃絡(luò)后不會恢復(fù)正常，所以要采取措施，必須使TACS開關(guān)一次閉合后就不再打開?？尚械姆椒ㄊ窃?