電網(wǎng)過(guò)電壓教程作業(yè)

1、電網(wǎng)過(guò)電壓教程作業(yè)姓名：* 學(xué)號(hào)：* 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：*8.1 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生間接電弧接地過(guò)電壓，用工頻熄弧理論并考慮相間電容的影響。計(jì)算第一次重燃是非故障相振蕩電壓的最大值，計(jì)算時(shí)可取。解：間歇電弧接地過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程如圖所示：假設(shè)A相電壓幅值時(shí)對(duì)地閃絡(luò)，此時(shí)B、C相對(duì)地電容上的初始電壓為，它們將過(guò)渡到新的穩(wěn)態(tài)瞬時(shí)值。在此過(guò)渡過(guò)程中出現(xiàn)的最高振蕩電壓幅值為。（1） 熄弧瞬間，B、C相電壓各為，而A相為零，斷弧后瞬間，B、C相電源電動(dòng)勢(shì)為，疊加結(jié)果為；A相電源電動(dòng)勢(shì)為，疊加結(jié)果為零。（2） B、C相電壓為，A相恢復(fù)電壓高達(dá)，假定引起重燃，則使得B、C相的電壓（在考慮相間電容的情況下）為，則B

2、、C相的電壓從初始值趨于線電壓瞬時(shí)值，過(guò)渡過(guò)程最高電壓為：。所以第一次重燃時(shí)非故障相震蕩電壓的最大值為。8.2 兩臺(tái)110/220kV、YNyn接法的三相變壓器，容量均為120MVA，第一臺(tái)三相變壓器的勵(lì)磁電流為2%，110kV側(cè)每相繞組對(duì)地電容為5000pF；第二臺(tái)三相變壓器勵(lì)磁電流為5%，110kV側(cè)每相繞組對(duì)地電容為2107pF。試計(jì)算在110kV側(cè)斷開(kāi)這兩臺(tái)空載變壓器是預(yù)期過(guò)電壓倍數(shù)，并比較之。解：由公式：、及可知第一臺(tái)變壓器：取得最大過(guò)電壓倍數(shù)為： 第二臺(tái)變壓器：取得最大過(guò)電壓倍數(shù)為：對(duì)比可知在斷開(kāi)空載變壓器時(shí)，第一臺(tái)變壓器會(huì)造成幅值很高過(guò)電壓，而第二臺(tái)變壓器，由于其勵(lì)磁電流很小，等

3、值對(duì)地電容很大，過(guò)電壓幅值很低，不會(huì)對(duì)絕緣造成危害。8.3 試校核采用FZ-110J避雷器限制切空載變壓器過(guò)電壓的可能性。被切變壓器參數(shù)為：電壓110/220kV，YNyn接法，容量為120MVA，激磁電流為5%，繞組每相對(duì)地電容為5000pF。霹雷器允許通過(guò)10us的矩形電流幅值為5kA，此時(shí)殘壓為332kV。解：計(jì)算中我們將近似等于則有再估算FZ-110J避雷器的流通能力，它能通過(guò)10us的矩形電流幅值為5kV，此時(shí)殘壓為320kV，通過(guò)的能量為：可見(jiàn)。因此避雷器的保護(hù)是可靠的。8.4 在開(kāi)斷某空載線路時(shí)，母線上有等值電容，為空載線路電容，求切空載線路兩次重燃的最大過(guò)電壓值。解：切空線路的

4、單相等值電路如圖所示：圖中為線路電容，為線路電感，為斷路器，為母線側(cè)對(duì)地電容，為電源等值漏感，為電源電動(dòng)勢(shì)，切空線過(guò)電壓的發(fā)展過(guò)程如圖所示：（1） 上的電壓為，若不考慮導(dǎo)線的泄漏，上的電壓保持不變，上的電壓隨電源電動(dòng)勢(shì)作余弦變化。（2）斷路器觸頭間恢復(fù)電壓達(dá)最大值假定此時(shí)觸頭間介質(zhì)不能承受此恢復(fù)電壓，電弧重燃，重燃后的瞬間電壓為：,又，則,故，上的電壓由過(guò)渡到穩(wěn)態(tài)，使得上出現(xiàn)最大電壓為：。（3） 高頻電流過(guò)零值，觸頭間再次熄弧，上遺留電壓為。（4） 觸頭間恢復(fù)電壓為，第二次重燃，新的起始電壓，振蕩過(guò)程中上最高電壓為。（5） 高頻電流再次過(guò)零，電弧熄滅，上保持的電壓。所以第二次重燃的過(guò)電壓為。8

5、.5 試校核采用FCZ110J限制切110kV、200km空載線路時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓的可能性。線路參數(shù)：。避雷器在過(guò)電壓大2.7時(shí)動(dòng)作，允許通過(guò)矩形波的電流為5kA，10us，殘壓為260kV。解：依題意空載線路電感與電容分別為：則 再估算FCZ-110J避雷器的流通能力，它能通過(guò)10us的矩形電流幅值為5kV，此時(shí)殘壓為260kV，通過(guò)的能量為：可見(jiàn)。因此避雷器的保護(hù)是不可靠。8.6 影響空載線路合閘和重合閘過(guò)電壓的主要因素有哪些？答：(1)在其它參數(shù)一定是，過(guò)電壓的幅值將隨著線路的增長(zhǎng)而明顯增大；(2)對(duì)既定長(zhǎng)度的線路，系統(tǒng)電源容量越小，漏抗越大，線路電容效應(yīng)越顯著，穩(wěn)態(tài)電壓和過(guò)電壓幅值急劇上升

6、；(3)線路上的殘余電壓的極性和大小，也會(huì)對(duì)空載線路合閘和重合閘過(guò)電壓造成河大影響；(4)斷路器三相不同期動(dòng)作和電暈損耗也會(huì)對(duì)空載線路合閘和重合閘過(guò)電壓造成影響。8.7 說(shuō)明斷路器并聯(lián)電阻限制切、合空線過(guò)電壓的物理過(guò)程。答：(1)斷路器并聯(lián)電阻限制切空線過(guò)電壓的物理過(guò)程：如圖8-7所示，圖8-7 斷路器呆并聯(lián)電阻切空載線路的示意圖在斷路器中加裝電阻和輔助觸頭，將它們串聯(lián)后并接在主觸頭的兩端。在開(kāi)斷線路時(shí)，線斷開(kāi)，被串聯(lián)在回路中，線路上的殘余電荷通過(guò)泄漏；經(jīng)過(guò)12個(gè)工作周期后，再將斷開(kāi)，最終完成空載線路的開(kāi)斷動(dòng)作。(2) 斷路器并聯(lián)電阻限制合空線過(guò)電壓的物理過(guò)程：如圖8-7所示，斷路器合閘時(shí)先合

7、，將并聯(lián)電阻串聯(lián)到回路中。經(jīng)過(guò)短促的610ms時(shí)間，閉合，短接電阻，最終完成合閘過(guò)程。8.8 為什么合空線過(guò)電壓是超高壓網(wǎng)絡(luò)中的主要過(guò)電壓？答：近幾十年來(lái)，超、特高壓輸電技術(shù)迅猛發(fā)展，電能傳輸距離很長(zhǎng)，空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)引起很高的工頻過(guò)電壓，并在此基礎(chǔ)上可能出現(xiàn)很高的空載線路合閘（或重合閘）過(guò)電壓；與此同時(shí)，隨著斷路器性能的改善及并聯(lián)電抗器的采用，高幅值的切空線過(guò)電壓及其出現(xiàn)概率大大減小，因而空載線路合閘（合空線）過(guò)電壓成為典型的操作過(guò)電壓。8.9 試分析斷路器滅弧性能對(duì)各種操作過(guò)電壓的影響。答：斷路器（如一般油斷路器）的滅弧能力與開(kāi)斷電流大小有關(guān)時(shí)，由于其切斷小電流的熄弧能力較弱，一般不會(huì)產(chǎn)生在電流過(guò)零前熄弧的現(xiàn)象。而斷路器（如壓縮空氣斷路器、壓油式少油斷路器等