短路母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)是選擇各類高低壓設(shè)備以及導(dǎo)體必須要進(jìn)行的安全性校驗(yàn)之一。母線在電力系統(tǒng)中起著匯集、分配電能的重要作用，對(duì)母線進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)就是驗(yàn)證母線短路情況下的動(dòng)穩(wěn)定性，校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響到了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。傳統(tǒng)短路母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的主要依據(jù)是電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)中有關(guān)導(dǎo)體設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，主要關(guān)心的是高電壓等級(jí)下支持式母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)工作。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，在保證較高電壓等級(jí)線路設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定性滿足要求的前提下，保證較低電

2、壓等級(jí)設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性也越來(lái)越重要。同時(shí)，懸掛式母線由于其絕緣子支持方式的特殊性，動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)也與傳統(tǒng)的支持式母線有所不同，但設(shè)計(jì)手冊(cè)中并未對(duì)其進(jìn)行專門研究，繼續(xù)采用其中的結(jié)論雖然能夠滿足工程設(shè)計(jì)的需要，但就研究的角度來(lái)說(shuō)其精確性就有待商榷。
　　為了滿足不同電壓等級(jí)及支持方式下母線短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算精確性的要求，本文根據(jù)電力系統(tǒng)導(dǎo)體短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的一般步驟，首先，對(duì)最大短路電流出現(xiàn)的條件及幅值進(jìn)行理論推導(dǎo)，討論了不同電壓等級(jí)下短路電

3、流取峰值的條件及沖擊系數(shù)的取值，并與設(shè)計(jì)手冊(cè)中相關(guān)結(jié)論對(duì)比。然后，采用本文提出的沖擊電流計(jì)算方法推導(dǎo)了管型母線短路電動(dòng)力計(jì)算的數(shù)學(xué)表達(dá)式；采用遺傳算法計(jì)算不同電壓等級(jí)下其極值及極值的出現(xiàn)條件，并與設(shè)計(jì)手冊(cè)中短路電動(dòng)力計(jì)算方法相對(duì)比；考慮母線及絕緣子固有頻率對(duì)電動(dòng)力的響應(yīng)情況，討論了不同主振頻率的母線對(duì)短路電動(dòng)力的響應(yīng)情況，分析振動(dòng)系數(shù)對(duì)電動(dòng)力計(jì)算結(jié)果的影響。最后，考慮懸掛式母線的特殊情況，在進(jìn)行柔性支座理論分析的基礎(chǔ)上，利用ANSYS有

4、限元軟件對(duì)懸掛式管母線及V型絕緣子的模態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析，研究了其自振頻率與絕緣子剛度的變化關(guān)系。
　　計(jì)算和仿真結(jié)果表明，在電壓等級(jí)較低的系統(tǒng)中，本文得到的短路沖擊系數(shù)較設(shè)計(jì)手冊(cè)中的略高，峰值電流出現(xiàn)的時(shí)間比手冊(cè)中的0.01s要早；最大短路電動(dòng)力出現(xiàn)的時(shí)間在較低電壓等級(jí)系統(tǒng)中比手冊(cè)中的0.01s早，此時(shí)電流初相角較5/12大，電動(dòng)力的幅值略高于手冊(cè)計(jì)算得到的結(jié)果。校驗(yàn)中若考慮母線固有頻率對(duì)電動(dòng)力的響應(yīng)，采用手冊(cè)中計(jì)算方法對(duì)懸掛