防雷設(shè)計(jì)作業(yè)

)(2.11)其中15個(gè)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納值如下所示：(2.11)其對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電流源列向量為：(2.12)其中依據(jù)等值計(jì)算電路圖，得到節(jié)點(diǎn)電流源列向量值如下：(2.13)

電路圖中各元件電流方程為：(2.14)

2.2貝杰隆法程序仿真結(jié)果依據(jù)貝杰隆法原理，在matlab中編寫程序并進(jìn)行仿真，程序基本流程圖如圖2.7所示，程序詳見附件。圖2.7貝杰隆法程序流程圖圖2.8雷電流雙指數(shù)波形仿真參數(shù)設(shè)置①全系統(tǒng)中雷電流雙指數(shù)侵入波設(shè)置如圖2.8所示：(2.15)k=1.0409，a=1.625×104，b=2.456×106，Im=-20kA即雷電流波幅值設(shè)為-20kA。②波傳播時(shí)間及仿真步長(zhǎng)設(shè)置：3米長(zhǎng)傳輸段波傳播時(shí)間設(shè)為10ns，13米長(zhǎng)傳播段波傳播時(shí)間設(shè)為43.3ns仿真步長(zhǎng)設(shè)置為10/3ns③各設(shè)備電容值及線路波阻抗設(shè)置：各設(shè)備入口電容值設(shè)置和題中一樣，隔離開關(guān)Rds=6e-11F，電流互感器6e-10F，斷路器5e-10F，電壓互感器5e-9F，主變2e-9F。線路波阻抗設(shè)置為z=400Ω。貝杰隆法仿真結(jié)果和ATP仿真結(jié)果對(duì)比（a）（a）Matlab仿真結(jié)果（b）ATP仿真結(jié)果 圖2.9主變過電壓波形仿真結(jié)果（b）（b）ATP仿真結(jié)果（a）Matlab仿真結(jié)果 圖2.10入口過電壓波形仿真結(jié)果（a）（a）Matlab仿真結(jié)果（b）ATP仿真結(jié)果\2.11母線過電壓波形仿真結(jié)果④變壓器側(cè)斷路器過電壓波形（（b）ATP仿真結(jié)果（a（a）Matlab仿真結(jié)果2.12變壓器側(cè)斷路器過電壓波形仿真結(jié)果依據(jù)仿真結(jié)果，運(yùn)用兩種仿真方法獲得--的各部分設(shè)備值改變狀況基本相同。運(yùn)用matlab仿真結(jié)果：主變處過電壓峰為-6.77MV，入口、斷路器處以及主變處過電壓分別為-6.73MV，-6.73MV，-6.79MV。在同樣條件下，通過ATP軟件仿真的結(jié)果：主變處過電壓峰值-6.65MV，入口處以及母線過電壓、變壓器短路側(cè)斷路過電壓期間仿真結(jié)果分別為-6.56MV，-6.55MV，-6.55MV。兩種仿真方式求得的過電壓波形改變趨勢(shì)及大小基本一樣，總體而言，貝杰隆法編程獲得的過電壓幅值相對(duì)較低，但兩種方式仿真結(jié)果比較下，過電壓峰值大小差距在3.5%以內(nèi)，結(jié)果有較好的一樣性。3作業(yè)總結(jié)通過ATP軟件仿真和貝杰隆編程法獲得變電站220kV系統(tǒng)受-20kA雷電流影響下主變、進(jìn)線入口、母線和變壓器側(cè)斷路器上的過電壓改變狀況。1、獲得各設(shè)備過電壓幅值改變波形，其中過電壓峰值幅值大小為：表3.1各位置過電壓峰值幅值大小仿真方式位置ATP仿真貝杰隆法編程主變-6.77MV-6.747MV進(jìn)線入口-6.73MV-6.746MV母線中間-6.73MV-6.747MV變壓器側(cè)斷路器-6.79MV-6.750MV各處位置過電壓仿真達(dá)到電壓峰值時(shí)間：仿真方式位置ATP仿真貝杰隆法編程主變13.351μs13.340μs進(jìn)線入口13.376μs13.367μs母線中間13.363μs13.350μs變壓器側(cè)斷路器13.299μs13.286μs2、通過運(yùn)用ATP軟件對(duì)加避雷器后的各處過電壓進(jìn)行仿真，獲得在不同部位加避雷器后各處的過電壓波形，發(fā)覺避雷器離某一設(shè)備電氣距離短，該設(shè)備上的過電壓幅值越低，振蕩越短，愛護(hù)效果越明顯；過對(duì)前面的波形分析比較，避雷器安裝在斷路器處除了能使該點(diǎn)處過電壓有效降低外，還可以使入口處、母線處以及主變處過電壓的過電壓波形會(huì)產(chǎn)生幅值最小、持續(xù)時(shí)間最短的振蕩。因而選擇將避雷器安裝在斷路器處。附件1：貝杰隆法程序：%貝杰隆算法仿真雷電流clearallclc%globalz,t1,t2,Th,I0;。%定義全局變量z(波阻抗),t1(3m傳播時(shí)間),t2(13m傳播時(shí)間),Th（仿真步長(zhǎng)）t1=10e-9; %10nst2=13/3*t1;%波傳播時(shí)間，t1為3m，t2為13m傳播時(shí)間Th=t1/3;%設(shè)置仿真步長(zhǎng)10/3nsw=pi/(1.2*10e-6);Im=-20e3;%侵入雷電流波幅值-20kAC=[6e-11,6e-10,5e-10,5e-9,2e-9];%各設(shè)備電容值R=Th/2./C;%R=[Rds,Rct,Rdl,Rpt,Rt1]z=400;%線路波阻抗z=400ΩY1=[2/z,2/z+1/R(1),2/z+1/R(2),2/z+1/R(3),2/z+1/R(2),2/z+1/R(1),3/z,2/z+1/R(1),1/z+1/R(4),2/z+1/R(1),2/z+1/R(2),2/z+1/R(3),2/z+1/R(2),2/z+1/R(1),1/z+1/R(5)];%電導(dǎo)率值Y=diag(Y1);%節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣U=zeros(15,1); %定義電壓向量I=zeros(15,1); %定義電流向量forn=1:26I12(n)=0;I21(n)=0;I23(n)=0;I32(n)=0;I34(n)=0;I43(n)=0;I45(n)=0;I54(n)=0;I56(n)=0;I65(n)=0;I67(n)=0;I76(n)=0;I78(n)=0;I87(n)=0;I89(n)=0;I98(n)=0;I107(n)=0;I710(n)=0;I1011(n)=0;I1110(n)=0;I1112(n)=0;I1211(n)=0;I1213(n)=0;I1312(n)=0;I1314(n)=0;I1413(n)=0;I1415(n)=0;I1514(n)=0;I2ds(n)=0;I3ct(n)=0;I4dl(n)=0;I5ct(n)=0;I6ds(n)=0;I8ds(n)=0;I9pt(n)=0;I10ds(n)=0;I11ct(n)=0;I12dl(n)=0;I13ct(n)=0;I14ds(n)=0;I15t1(n)=0;U1(n)=0;U2(n)=0;U3(n)=0;U4(n)=0;U5(n)=0;U6(n)=0;U7(n)=0;U8(n)=0;U9(n)=0;U10(n)=0;U11(n)=0;U12(n)=0;U13(n)=0;U14(n)=0;U15(n)=0;%當(dāng)n<26時(shí),全部參數(shù)初始值全部為0endk=1.0409;a=1.625e4;b=2.456e6; %雙指數(shù)雷電流波形系數(shù)m=3; %3m傳播時(shí)間p=13; %13m傳播時(shí)間forn=27:36000%仿真時(shí)間120usaa=n;aaT(n)=(n-27)*Th;%對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)時(shí)矩陣，最長(zhǎng)時(shí)間120us。I0(n)=k*Im*(exp(-a*(n-27)*Th)-exp(-b*(n-27)*Th));%注入雙指數(shù)雷電流波形%電流系數(shù)I12(n-m)=-2/z*U2(n-m)-I21(n-2*m);I21(n-m)=-2/z*U1(n-m)-I12(n-2*m);I23(n-m)=-2/z*U3(n-m)-I32(n-2*m);I32(n-m)=-2/z*U2(n-m)-I23(n-2*m);I34(n-m)=-2/z*U4(n-m)-I43(n-2*m);I43(n-m)=-2/z*U3(n-m)-I34(n-2*m);I45(n-m)=-2/z*U5(n-m)-I54(n-2*m);I54(n-m)=-2/z*U4(n-m)-I45(n-2*m);I56(n-m)=-2/z*U6(n-m)-I65(n-2*m);I65(n-m)=-2/z*U5(n-m)-I56(n-2*m);I67(n-m)=-2/z*U7(n-m)-I76(n-2*m);I76(n-m)=-2/z*U6(n-m)-I67(n-2*m);I78(n-p)=-2/z*U8(n-p)-I87(n-2*p);I87(n-p)=-2/z*U7(n-p)-I78(n-2*p);I89(n-m)=-2/z*U9(n-m)-I98(n-2*m);I98(n-m)=-2/z*U8(n-m)-I89(n-2*m);I710(n-p)=-2/z*U10(n-p)-I107(n-2*p);I107(n-p)=-2/z*U7(n-p)-I710(n-2*p);I1011(n-m)=-2/z*U11(n-m)-I1110(n-2*m);I1110(n-m)=-2/z*U10(n-m)-I1011(n-2*m);I1112(n-m)=-2/z*U12(n-m)-I1211(n-2*m);I1211(n-m)=-2/z*U11(n-m)-I1112(n-2*m);I1213(n-m)=-2/z*U13(n-m)-I1312(n-2*m);I1312(n-m)=-2/z*U12(n-m)-I1213(n-2*m);I1314(n-m)=-2/z*U14(n-m)-I1413(n-2*m);I1413(n-m)=-2/z*U13(n-m)-I1314(n-2*m);I1415(n-m)=-2/z*U15(n-m)-I1514(n-2*m);I1514(n-m)=-2/z*U14(n-m)-I1415(n-2*m);%元件電流參數(shù)方程I2ds(n-1)=-I2ds(n-2)-2/R(1)*U2(n-1);I3ct(n-1)=-I3ct(n-2)-2/R(2)*U3(n-1);I4dl(n-1)=-I4dl(n-2)-2/R(3)*U4(n-1);I5ct(n-1)=-I5ct(n-2)-2/R(2)*U5(n-1);I6ds(n-1)=-I6ds(n-2)-2/R(1)*U6(n-1);I8ds(n-1)=-I8ds(n-2)-2/R(1)*U8(n-1);I9pt(n-1)=-I9pt(n-2)-2/R(4)*U9(n-1);I10ds(n-1)=-I10ds(n-2)-2/R(1)*U10(n-1);I11ct(n-1)=-I11ct(n-2)-2/R(2)*U11(n-1);I12dl(n-1)=-I12dl(n-2)-2/R(3)*U12(n-1);I13ct(n-1)=-I13ct(n-2)-2/R(2)*U13(n-1);I14ds(n-1)=-I14ds(n-2)-2/R(1)*U14(n-1);I15t1(n-1)=-I15t1(n-2)-2/R(5)*U15(n-1);%節(jié)點(diǎn)電流方程I1(n)=I0(n)-I12(n-m);I2(n)=-I21(n-m)-I23(n-m)-I2ds(n-1);I3(n)=-I32(n-m)-I34(n-m)-I3ct(n-1);I4(n)=-I43(n-m)-I45(n-m)-I4dl(n-1);I5(n)=-I54(n-m)-I56(n-m)-I5ct(n-1);I6(n)=-I65(n-m)-I67(n-m)-I6ds(n-1);I7(n)=-I76(n-m)-I78(n-p)-I710(n-p);I8(n)=-I87(n-p)-I89(n-m)-I8ds(n-1);I9(n)=-I98(n-m)-I9pt(n-1);I10(n)=-I107(n-p)-I1011(n-m)-I10ds(n-1);I11(n)=-I1110(n-m)-I1112(n-m)-I11ct(n-1);I12(n)=-I1211(n-m)-I1213(n-m)-I12dl(n-1);I13(n)=-I1312(n-m)-I1314(n-m)-I13ct(n-1);I14(n)=-I1413(n-m)-I1415(n-m)-I14ds(n-1);I15(n)=-I1514(n-m)-I15t1(n-1);I=[I1(n);I2(n);I3(n);I4(n);I5(n);I6(n);I7(n);I8(n);I9(n);I10(n);I11(n);I12(n);I13(n);I14(n);I15(n)];%電流向量U=inv(Y)*I;%電壓向量U1(n)=U(1);%入口電壓繪制U2(n)=U(2);U3(n)=U(3);U4(n)=U(4);U5(n)=U(5);U6(n)=U(6);U7(n)=U(7);%母線電壓繪制U8(n)=U(8);U9(n)=U(9);U10(n)=