电力系统过电压的基本概念

武汉大学电气工程学院 2009-2010学年第一学期期末考试 《电力系统过电压》试卷A

姓名 学号 得分

一、填空题（每小题3分，共30分）

1. 一个雷电波沿架空线路传到与之相连的电缆线路，在节点处的电压将变 。

2. 变压器绕组在暂态电压作用下沿绕组的初始电位呈 分布。

3. 接地电阻体现的主要是 的电阻。增大变电站接地网的面积，接地电阻变 。

4. 直配电机的防雷保护中，在发电机母线上装并联电容器的作用是 和 。

5. 进线段的作用是 和 。

6. 双端电源供电的长线路，两断电源的容量分别为S1和S2，且S1>S2，则线路合闸的顺序应该是先合 侧，后合 侧。

7. 接地系数与 相关。

8. 切空变过电压产生的根源是 。

9. 切空线过电压产生的根源是 。

1、 试分析保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器的工作原理。

（p131-p140） 2、 试分析冲击电晕对线路波过程的影响。（q147）

3、 输电线路有哪些防雷措施？试分析各种防雷措施的作用。（p157-p160）

4、 试分析断路器的并联电阻为何可以限制分、合闸空载线路过电压，对电阻值的大小

有何要求？（p197、q225） 5、 为什么在超高压电网中很重视工频电压升高？引起工频电压升高的主要原因有哪些？（p181、p180）

6、 220kV及以下电压等级的电气设备，往往用1min工频耐压试验代替雷电冲击与操

作冲击试验，试分析如何确定1min短时工频耐受电压值？（p213） 7、 变电站入侵雷电波防护设计的原则是什么？对于接线复杂的变电所该如何处理避

雷器的安装位置？阀型避雷器与被保护设备间的电气距离对其保护作用有何影响？（p167） 8、 说明直配电机防雷保护的基本措施及其原理，并画出25000~60000kW直配电机的

保护接线图，并说明各种保护原件的作用。（p177、q213） 9、 电弧接地过电压产生的原因是什么,影响电弧接地过电压的因素有哪些,如何消除电弧接地过电压? 10、 什么是彼德逊法则？其适用范围如何？ 11、 试

电力系统过电压数值的仿真计算

一、 我国1974年在西北地区建成刘（家峡）- 天（水）- 关（中）首条330kV输电线路，1981年建成 平（顶山）- 武（昌）第一条500kV线路，2005年西北地区建设的第一条750kV线路投入运行，交流1000kV和直流?800kV输电系统正在积极推进中。 二、电力系统电压等级的提高，意味着设备 绝缘水平 提高。电力系统的绝缘包括 发电厂、 变电所电气设备的绝缘 以及 线路 的绝缘。他们在运行中除承受正常运行时的工作电压外，还将承受各类过电压，如 工频过电压 、操作过电压 以及 雷电过电压。通常情况下， 由于电力系统电磁暂态产生的过电压在确定绝缘水平中起决定性作用。

三、 在电力系统中， 由于断路器的操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起电网内部电磁能量的转化或传递，产生电压升高 称为内部过电压。内部过电压分为两类 操作过电压、暂时过电压。 把频率为工频或接近工频的过电压 称为工频过电压，它是由 系统中长线的电容效应、不对称接地故障、甩负荷 引起的。 对因系统的电感、电容参数配合不当，出现的各类持续时间长、波形周期性重复的谐振现象及其电压升高 称为谐振过电压。

电力系统过电压结课

课程设计

姓名：王小通

专业：电气工程及其自动化 学号：1167130116

摘要：10kV配电网主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地等运行方式。不同的配电网中性点接地方式各有其特点和优势。但是随着配电网结构与容量的变化，小电阻接地系统逐步成为了更好的选择。本文介绍了三种主要的接地方式原理及各自的特点；重点计算了配电网小电阻接地系统在发生单相接地短路故障时的稳态和暂态短路电流、分析了零序电容电流及其分布，理论分析了跨步电压的分布规律；仿真分析了不同过渡电阻值时小电阻接地系统单相故障的特性；设计并完成了小电阻接地系统单相短路故障的实验，得出了短路点附近的跨步电压分布数据；分析并给出了小电阻接地系统零序保护方案。 本文研究内容主要包括以下几个方面： 介绍了10kV配电网的不同接地方式发展概况及应用趋势，概述了配电网短路故障及其保护。 分析了小电阻接地系统发生单相接地短路故障时的等效稳态和暂态电路，详细求解了稳态和暂态短路接地电流。给出了零序电容电流分布及其特性。阐述和理论计算了接地电阻及跨步电压。 介绍了MATLAB软件及其在电力系统仿真应用。建立了10

第9章电力系统稳定的基本概念

1

电

力 系 运统 行 状态稳态正常的 、 相静对止运的 状行。态“力系统电态分稳”析电暂态磁分电网电气析 的量化，比变机 电态快得多暂 。电暂机态“电力统暂系分态”析暂态 扰动得使 系从一种统 行状运向另 一态运种状行态 渡。过“电系力稳定性统分”

析析分电发机子 转转速的化2变

电磁态暂析分假设

转旋机的转速电保不变重点持

暂过态程的电中流、电压变化 的电暂机态析研究分转子械机动规律重点运电力系统的稳定性题问3

1 . . 2 3. .4同步电机发机的电性特静 稳定态概的念暂 态稳定的概 提念高电系统稳力性的定施措

4

、稳一的定本基概综述念1.力系电统的稳运定状行

5态

.电2系统暂态力程过

系当在统行运由中受到某于突然扰些，动现出电流 电压、、功率等运参数行的剧烈化变和荡振的 程过。6

稳

运行

定扰干暂态过程

新的态运行稳失去稳

稳定 不定稳定

7

电在力统发生系障故操作后或将产，生复杂的磁暂电态 程和过机暂电过态，前者主要指程元件各电中和场磁场及以相 的应电和压电的变化过程，后者流指则于由动发机电 和动电磁转矩的机变所化引起电转子机机械动的变运化程。 电磁暂态过程过分的主析目的要于分在析计算故和或操作 障后能可出

随着现代新型电力电子设备的广泛应用,用户对电能质量的要求不断提高。电压骤降已日益成为电力部门和用户共同关注的最重要的电能质量问题。本文阐述电压骤降的基本概念,分析电压骤降的产生原因和对实际生产的危害,介绍了电压骤降的分析计算方法和改善措施,并对电压骤降问题的研究提出一些建议。

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第8卷第4期 20 0 6年 l月 0

漳州职业技术学院学报J u n l o Zh n z o Te h ia I siu e o r a f aghu c nc l n tt t

V I 8NO 4 0 _. .oc . 0 6 t2 0

电力系统电压骤降的研究李闽( I漳卅职业技术学院电子工程系，福建漳州 330 ) 600

摘要：随着现代新型电力电子设备的广泛应用，用户对电能质量的要求不断提高。电压骤降已日益成为电力部门和用户共同关注的最重要的电能质量问题。本文阐述电压骤降的基本概念，分析电压骤降的产生原因和对实际生产的危害，介绍了电压骤降的分析计算方法和改善措施，并对电压骤降问题的研究提出一些建议。

关键词：电压骤降；电能质量；供电电压中图分类号：T 7 1 . M 6 1 文献标识码： A 文章编号：17.47( 06 0.08 4 6311 2 0 ) 4

现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。

1 电压与无功补偿

电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用电设备工作。

交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称

为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。

国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积

为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。

　我们以电

2.1 电力面试必会问答

Lb4C5060 SF6气体有哪些主要癿物理性质？

答：SF6 气体是无艱、无味、无殐、丌易燃癿惰性气体，具有优良癿绝缘性能，丏丌会老化发质，殑重约

为穸气癿5.1倍，在标准大气压下，-62oC旪液化。

Lb3C1061 对发压器及厂用发压器装讴气体继电器有什举规定？

答：带有油枕癿800kVA及以上发压器、火电厂400kVA呾水电厂180kVA及以上厂用发压器应装讴气体 继电器。

Lb3C2062 为什举将A级绝缘发压器绕组癿温升规定为650C？

答：发压器在运行中要产生铁损呾铜损，返两部分损耗全部转化为热量，使铁芯呾绕组収热、绝缘老化，

影响发压器癿使用寽命，因此国际规定发压器绕组癿绝缘多采用A级绝缘，规定了绕组癿温升为650C。

Lb3C3063 电阷限流有载课压分掍开关有哪五个主要组成部分？各有什举用逎？ 答：电阷限流有载课压分掍开关癿组成及作用如下：

（1）切换开关：用亍切换负荷电流。（2）选择开关：用亍切换前预选分掍头。 （3）范围开关：用亍换向戒粗课分掍头。（4）操劢机极：是分掍开关癿劢力部分，有联锁、限位、计数

等作用。（5）快速机极：挄规定癿秳序快速切换。

Lb3C4064 发

母线和用户受电端电压质量的要求 8.2 升压变压器高压侧的额定电压 330kV 证后确定 并考虑电力系统 10 15 年发展的需要 经计算论 220kV 及以下电压等级者 宜选 1.1 倍系统额定电压 宜根据系统无功功率分层平衡要求 500kV 级变压器高压侧的额定电压 8.3 降压变压器高压侧的额定电压 宜选系统额定电压 中压侧和低压侧的额定电压 宜选 1.05 倍系统额定电压 8.4 发电机升压变压器 计算论证可行时 一般可选用无励磁调压型 330kV 500kV 级升压变压器 可选用有载调压型 经调压计算论证确有必要且技术经 经调压计算 仅此一级调 经调压 也可采用不设分接头的变压器 经调压计算论证有必要时 8.5 发电厂的联络变压器 济比较合理时 8.6 330kV 500kV 级降压变压器宜选用无励磁调压型 可选用有载调压型 8.7 直接向 10kV 配电网供电的降压变压器 应选用有载调压型 变压器 压尚不能满足电压控制的要求时 可在其电源侧各级降压变压器中 再采用一级有载调压型 8.8 电力用户对电压质量的要求高于本导则 4.1 条规定的数值时 该用户的受电变压器应选 用有载调压型 8.9 变 压 器 分 接 开 关 调 压 范

母线和用户受电端电压质量的要求 8.2 升压变压器高压侧的额定电压 330kV 证后确定 并考虑电力系统 10 15 年发展的需要 经计算论 220kV 及以下电压等级者 宜选 1.1 倍系统额定电压 宜根据系统无功功率分层平衡要求 500kV 级变压器高压侧的额定电压 8.3 降压变压器高压侧的额定电压 宜选系统额定电压 中压侧和低压侧的额定电压 宜选 1.05 倍系统额定电压 8.4 发电机升压变压器 计算论证可行时 一般可选用无励磁调压型 330kV 500kV 级升压变压器 可选用有载调压型 经调压计算论证确有必要且技术经 经调压计算 仅此一级调 经调压 也可采用不设分接头的变压器 经调压计算论证有必要时 8.5 发电厂的联络变压器 济比较合理时 8.6 330kV 500kV 级降压变压器宜选用无励磁调压型 可选用有载调压型 8.7 直接向 10kV 配电网供电的降压变压器 应选用有载调压型 变压器 压尚不能满足电压控制的要求时 可在其电源侧各级降压变压器中 再采用一级有载调压型 8.8 电力用户对电压质量的要求高于本导则 4.1 条规定的数值时 该用户的受电变压器应选 用有载调压型 8.9 变 压 器 分 接 开 关 调 压 范