空载长线路电容效应引起的工频过电压 一、实验目的 (1)了解空载长线路电容效应引起工频电压升高的原因 (2)掌握 Probe Volt(节点电压测量仪)的设置和 PlotXY 的使用方法 (3)掌握空载长线路的电容效应引起工频电压升高的仿真分析方法。 (4)了解并联电抗器对线路电容的补偿作用。 二、实验原理 (1)空载长线路的电容效应引起工频电压升高的原因 输电线路具有分布参数的特性,但在输送距离较短的情况下,工程上可用集中参数的电感 L 、电阻 r和电容C1、C2 所组成的π 型电路来等值,如图 1(a)所示。一般线路等值的容抗远大于线路等值的感抗,则在线路空载(02 =•I)的情况下,在输电线路首端电压•1U的作用下,可列出如下电路回路方程为 •••••••++=++=22221CLCLrIjXIrUUUUU 以•2U 为参考向量,可画出图 1(b)所示的相量图。由相量图分析可知,空载线路末端电压•2U 高于线路首端电压•1U ,这就是所谓空载线路的电容效应而引起的系统工频电压升高。 (a) (b) 图 1 输电线路集中参数 PI 型等值电路及其相量图 (a)等值电路;(b)相量图 若忽略 r的作用,则有 )221CLCLXXIjUUU-(••••=+= LUUU+=12 即由于电感与电容上压降反相,且线路的容抗远大于感抗,使LUU >2,而造成线路末端的电压高于首端的电压。 随着输电线路电压等级的提高,输送距离变长。分析长线路的电容效应时,需要采用分布参数电路。(原理同前面相似,由于计算繁琐,此不再赘述) (2)并联电抗器的补偿作用 为了限制空载长线路的工频电压升高,在超、特高压系统中,通常采用并联电抗器的措施。这是因为其 电感能 补偿线路的对地 电容,减 小 流 经 线路的电容电流 ,削 弱 了线路的电容效应。 并联电抗器可以接 在长线路的末端,也 可接 在线路的首端和输电线的中部 。随着安 置地点不同,沿线电压分布也不同,总的趋势是使线路上电压分布趋于均匀和低于容许值。 并联电抗器的作用不仅是限制工频电压升高,还涉及系统稳定、无功平衡、潜供电流、调相调压、自励磁及非全相状态下的谐振等方面。 (3)Probe Volt 的设置和PlotXY 的使用方法 ①Probe Volt是常用的用来测量节点电压的仪器。在新建文件的空白处单击右键→Probes & 3-phase→Probe Volt,双击Probe Volt,可以进行相关设置。由于电力系统中线路均为三相,所以把节点电压测量仪设置为三相,如图 2 所示。 图2 电...