电网过电压教程作业

电网过电压教程作业姓名：******学号：*********专业班级：********8.1中性点不接地系统中发生间接电弧接地过电压，用工频熄弧理论并考虑相间电容的影响。计算第一次重燃是非故障相振荡电压的最大值，计算时可取00120.8CCC。解：间歇电弧接地过电压的发展过程如图所示：假设A相电压幅值)(mU时对地闪络，此时B、C相对地电容0C上的初始电压为mU5.0，它们将过渡到新的稳态瞬时值mU5.1。在此过渡过程中出现的最高振荡电压幅值为mmUU5.2)5.05.12(。（1）1tt熄弧瞬间，B、C相电压各为mU5.1，而A相为零，断弧后瞬间，B、C相电源电动势为mU5.0，叠加结果为mU5.1；A相电源电动势为mU，叠加结果为零。（2）2ttB、C相电压为mU5.0，A相恢复电压高达)2(mU，假定引起重燃，则使得B、C相的电压（在考虑相间电容12C的情况下00120.8CCC）为mmUCCUCC1.0)/()5.15.0(120120，则B、C相的电压从初始值mU1.0趋于线电压瞬时值mU5.1，过渡过程最高电压为：mmUU1.3)]1.0(5.12[。所以第一次重燃时非故障相震荡电压的最大值为mU1.3。8.2两台110/220kV、YNyn接法的三相变压器，容量均为120MVA，第一台三相变压器的励磁电流为2%，110kV侧每相绕组对地电容为5000pF；第二台三相变压器励磁电流为5%，110kV侧每相绕组对地电容为2×107pF。试计算在110kV侧断开这两台空载变压器是预期过电压倍数，并比较之。解：由公式：%2PIULe、LCf210及mnffK0可知第一台变压器：2326(11010)16.04()%314.15120100.02eULHPI01211562.0()2216.1500010fHzLC取3.0m得最大过电压倍数为：0562.00.36.1550nmfKf第二台变压器：2326(11010)63.99()%314.15120100.005eULHPI041211140.7()2263.9921010fHzLC取3.0m得最大过电压倍数为：0140.70.31.5450nmfKf对比可知在断开空载变压器时，第一台变压器会造成幅值很高过电压，而第二台变压器，由于其励磁电流很小，等值对地电容很大，过电压幅值很低，不会对绝缘造成危害。8.3试校核采用FZ-110J避雷器限制切空载变压器过电压的可能性。被切变压器参数为：电压110/220kV，YNyn接法，容量为120MVA，激磁电流为5%，绕组每相对地电容为5000pF。霹雷器允许通过10us的矩形电流幅值为5kA，此时残压为332kV。解：计算中我们将LW近似等于0S则有)%(0JSISWL)(600005.01012030JSWL再估算FZ-110J避雷器的流通能力，它能通过10us的矩形电流幅值为5kV，此时残压为320kV，通过的能量yW为：)(16000101010510320633JWy可见yLWW。因此避雷器的保护是可靠的。8.4在开断某空载线路时，母线上有等值电容1215CC，2C为空载线路电容，求切空载线路两次重燃的最大过电压值。解：切空线路的单相等值电路如图所示：()Et1L2LDL1C2C图中2C为线路电容，2L为线路电感，DL为断路器，1C为母线侧对地电容，1L为电源等值漏感，Et为电源电动势，()cosmEtEt，切空线过电压的发展过程如图所示：（1）1tt2C上的电压为mE，若不考虑导线的泄漏，2C上的电压保持mE不变，1C上的电压随电源电动势作余弦变化。（2）2tt断路器触头间恢复电压达最大值mmmEEE2)]([假定此时触头间介质不能承受此恢复电压，电弧重燃，重燃后的瞬间电压为：)21/()12(10CCCECEUmm,又2151CC，则125CC,故mEU3210，2C上的电压由mE32过渡到稳态mE32，使得2C上出现最大电压为：mmmmEEEU38)32(22。（3）3tt高频电流过零值，触头间再次熄弧，2C上遗留电压为mE38。（4）4tt触头间恢复电压为mE311，第二次重燃，新的起始电压mEU3820，振荡过程中2C上最高电压为mmmmEEEU3143)(22。（5）5tt高频电流再次过零，电弧熄灭，2C上保持mE314的电压。所以第二次重燃的过电压为mE314。8.5试校核采用FCZ—110J限制切110kV、200km空载线路时产生过电压的可能性。线路参数：12600910/,1.310/CFmLHm。避雷器在过电压大2.7xgU时动作，允许通过矩形波的电流为5kA，10us，残压为260kV。解：依题意空载线路电感与电容分别为：6301.310200100.26()LLlH)(108.11020010963120FlCC则30110101347.38()3140.26UIAL220110.26(1347.38)236006.27()22LWLIJ)(10890)10110(108.121212362JCUWC236006.2710890246896.27()LC再估算FCZ-110J避雷器的流通能力，它能通过10us的矩形电流幅值为5kV，此时残压为260kV，通过的能量yW为：)(13000101010510260633JWy可见yWW。因此避雷器的保护是不可靠。8.6影响空载线路合闸和重合闸过电压的主要因素有哪些？答：(1)在其它参数一定是，过电压的幅值将随着线路的增长而明显增大；(2)对既定长度的线路，系统电源容量越小，漏抗X越大，线路电容效应越显著，稳态电压U和过电压幅值急剧上升；(3)线路上的残余电压0U的极性和大小，也会对空载线路合闸和重合闸过电压造成河大影响；(4)断路器三相不同期动作和电晕损耗也会对空载线路合闸和重合闸过电压造成影响。8.7说明断路器并联电阻限制切、合空线过电压的物理过程。答：(1)断路器并联电阻限制切空线过电压的物理过程：如图8-7所示，()Et1DLR2DLl图8-7断路器呆并联电阻切空载线路的示意图在断路器中加装电阻R和辅助触头2DL，将它们串联后并接在主触头1DL的两端。在开断线路l时，1DL线断开，R被串联在回路中，线路上的残余电荷通过R泄漏；经过1~2个工作周期后，再将2DL断开，最终完成空载线路的开断动作。(2)断路器并联电阻限制合空线过电压的物理过程：如图8-7所示，断路器合闸时先合2DL，将并联电阻R串联到回路中。经过短促的6~10ms时间，1DL闭合，短接电阻R，最终完成合闸过程。8.8为什么合空线过电压是超高压网络中的主要过电压？答：近几十年来，超、特高压输电技术迅猛发展，电能传输距离很长，空载长线路的电容效应引起很高的工频过电压，并在此基础上可能出现很高的空载线路合闸（或重合闸）过电压；与此同时，随着断路器性能的改善及并联电抗器的采用，高幅值的切空线过电压及其出现概率大大减小，因而空载线路合闸（合空线）过电压成为典型的操作过电压。8.9试分析断路器灭弧性能对各种操作过电压的影响。答：断路器（如一般油断路器）的灭弧能力与开断电流大小有关时，由于其切断小电流的熄弧能力较弱，一般不会产生在电流过零前熄弧的现象。而断路器（如压缩空气断路器、压油式少油断路器等）灭弧能力与开断电流大小关系不大的因其灭弧能力是按切断大电流设计的，当它切断小电流时，工频励磁电流的电弧可能在自然过零前强制熄灭，甚至电流在接近电流幅值mI时被突然截断。可知，断路器的截流现象时产生切空载变压器过电压的唯一原因。