教案9-断线谐振和电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压
§第一讲《集中参数回路和长线路中的暂态过程》（请与本讲具体内容链接）§第二讲《变压器和电机绕组内的暂态过程》（同上）
§第三讲《过电压保护装置》（同上）
§第四讲《工频过电压类型、原理及限制措施（1）》（同上）
§第五讲《工频过电压类型、原理及限制措施（2）》（同上）
§第六讲《谐振分类及特点》（同上）
§第七讲《消弧线圈补偿电网中的线性谐振》（同上）
§第八讲《超高压电网中的谐振过电压传递过电压》（同上）
§第九讲《断线和电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压》
§第十讲《操作过电压---间歇电弧接地过电压》（同上）
§第十一讲《操作过电压---投、切空载线路过电压》（同上）
§第十二讲《操作过电压---切空载变压器过电压和解列过电压》（同上）
§第十三讲《电力系统的绝缘配合》（同上）
§第十四讲《电力系统的绝缘配合---实例》（同上）
§第十五讲《测控系统电子设备的过电压防护导论》（同上）
§第十六讲《总结复习》（同上）
教案执笔：屠幼萍
教案审核：
制定日期：2005-9-10
§ 第 9 讲 《断线和电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压》
一、教学目标
1. 掌握断线引起铁磁谐振过电压的机理，包括中性点绝缘系统和中性点直接接地系统
中发生单相断线等情况；
2. 了解电力系统运行中为避免发生断线铁磁谐振而采取的措施；
3. 掌握电磁式电压互感器铁芯饱和引起工频位移过电压和谐波谐振过电压的机
理；
4. 了解抑制由于电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压的措施。
二、教学重点
重点阐述断线引起铁磁谐振过电压的机理，重点阐述电磁式电压互感器铁芯饱和引起工频位移过电压和谐波谐振过电压的机理
三、教学难点
四、教学内容和要点
(一) 中性点绝缘系统中发生单相断线时产生谐振过电压
设有一中性点绝缘系统，线路末端接有空载变压器，A 相导线折断，如上图所示。线路长度为l ，导线折断处至电源短距离为)1~0(=x xl ，线路对地电容及相间电容分别为0C 、
12C ，A 相电源侧导线对地电容及相间电容分别为00
xC C ='，1212xC C ='，负载侧00
)1(C x C -=''，1212)1(C x C -=''。忽略电源内阻抗、线路感抗。 等值电源定理：任何一个复杂电路，对外都可以转化为由等值电势和等值内阻串联的简
单等值电路。上图中，0
C '看作为负载，等值电势应为将0C '拿开后用电压表在A 点与地间侧得的电压值，应是A 点和o 间电压，考虑到电压源B 、C 的负荷是对称的，o 点的电位应
是BC
U 的中点，从向量图显见，A Ao E U 5.1=，求等值阻抗时，将全部电压源短路、全部电流源开路后，从A 点与地间测得的阻抗为等值电源的内阻抗。单相等值电路图如下图所
示。
对上图进一步利用等值电源进行简化，mn 电感支路左侧部分简化为等值电压源，等值电势即m 、n 两点间的开路电压，等值电容为m 、n 两点间的入口电容。
1200120120000
22225.1C C C C C C C C C C E E A ''+''''????? ??''+''''?''++''= A A E Q x
E 5.12115.1=+= 其中 0
1203C C C +=δ 为线路正序电容与零序电容的比值 ()12000000222C C C C C C C C ''++'+''+'''=()()[]00123
1KC x x C =-+=δ T L L 5.1=
简单的等值串联谐振回路。如下图所示。
在简单单相等值电路中不发生基波谐振的必要条件：C
L ωω1 如果单相断线同时伴有负载侧导线接地，则A 相对地电容0
C ''被短接，如果单相断线同
时伴有电源侧导线接地，则将0
C '短接，此时02C 直接接在电势两端，故02C 可不予考虑。随着断线（非全相运行）的具体情况不同，都有相应的等值单相接线图和等值简单串联谐振回路，其等值参数Q 、K 的计算式参看表。
(二) 中性点直接接地系统中发生单相断线时产生谐振过电压
设A 相断线，将0
C ''看作负载，去掉图中直接接于电源上的电容12C '、0C 、0C '，A 相电势与右侧电路部分没有关系，由此得单相等值电路。简化的谐振电路，等值电势E 及电容C 分别为
δ
2115.1+=A E E ()()δ2113
10+-=x C C 因此，在中性点直接接地系统中也会因操作中性点不接地的变压器时断路器拒动或断线而引起铁磁谐振，造成事故。
消弧线圈补偿电网，谐振回路中起主要作用的还是负载变压器的励磁电感。因此，不论消弧线圈原来是欠补偿或是过补偿，断线的结果都有可能激发起铁磁谐振。
谐振的结果使得负载变压器三相对地电压呈现出不平衡：一相高两相低，两相高一相低，甚至三相电压同时升高。
谐振过电压的出现会导致系统中性点位移，负载变压器的相序反倾，绕阻电流急剧增大，绕阻两端即导线对地的过电压。参看武水—方瑜—P.119~120。
画出谐振后的电压相量示意图。如上图所示，A 点接地，等值电动势等于1.5EA ，“S ”点位于向量B 、C 连线的中点.。假定U L ＝2EA ，由于U L 与1.5E A 处于反相，故a 点应位于S 点的下方2E A 处。又因A L a E U U 3
4320==，由此确定中性点“0”位置；连接0b 和0c ，即得负载变压器其它两相的绕组电压。aA 两点间的电位差就是断线相导线的对地电压A c E U 5.30=，由此可知，不仅断线相出现了严重过电压，负载变压器的电压相序0a 、0b 和0c 与原来的完全相反(反倾)，这使接在负载变压器上(或其低压侧)的小容量的电动机发生反转。
(三) 不发生断线铁磁谐振的条件
为避免发生基频谐振，可使()I f U C =和()I f U L =两曲线无交点，即等值回路中的
容抗C X 应大于初始励磁电抗0L X ，也就是等值电容C 应当足够小，线路很短。在所列几种断线故障中，第三种情况即中性点绝缘系统单相断线且负载侧导线接地时，等值电容较大，尤以在x =1即断线发生在负载端时电容C 最大，意味着这种故障情况下满足谐振条件所对应的线路长度最短。
()[]00312543
C x x C C =-++=δ 0
05.113T L C ωω≤ m
X C ω5.410≤ 其中0T m L X ω=为变压器为饱和时的励磁电抗，可根据变压器的额定线电压e U （单位Kv ）、额定容量n P （单位MV ?A ），空载电流对额定电流的百分数0I （%），不难计算出励磁阻抗
n
e m P I U X 02= ，单位Ω 设每公里长导线对地电容为d
C '，以Pf 计，有 212
05.410U C P I l d
b '?ω ，单位km 满足式（1）的条件可避免基频及分频谐振，但仍可能产生高频谐振。
(四) 限制断线铁磁谐振过电压措施
1. 保证断路器的三相同期动作，避免发生拒动，不采用熔断器。
2. 加强线路的巡视和检修，避免发生断线。
3. 如断路器操作后发生异常现象，应即复原和进行检查。
4. 在中性点直接接地的电网中，操作空载变压器时应将其中性点临时接地；必
要时，可在中性点上接以棒间隙。
(五) 电磁式电压互感器铁芯饱和引起的工频位移过电压
显然，中性点位移过电压值决定于零序回路的参数。接在相间的元件不起作用，线电压是由电源所固定不变，所以这些参数在电路图中略去。如下图
中性点绝缘系统带有Y 0联接的电压互感器的三相电路
等值电路
电压互感器各相激磁电感为 L A 、L B 、L C ，各相导线及母线等的对地电容为C 0 ，并联后的导纳分别为Y A 、Y B 、Y C ，中性点电位偏移
C
B A
C C B B A A O Y Y Y Y E Y E Y E E ++++-= 系统正常运行，三相参数对称，铁芯不饱和时有，X L > X C0，三相导纳呈容性，且有00
=E ，无过电压 系统受到扰动，电压互感器绕组受激磁涌流的激发而饱和，且由于三相绕组饱和的程度
不同，致使三相导纳的数值、性质的不同，即C B A Y Y Y ≠≠，则必然导致中性点位移00
≠E ，位移电压可能是工频，也可能是谐波频率。
（a ） （b ） （c ） 1）三相虽有不同程度的饱和，但各相仍为容性导纳。C A 、C B 、C C 表示并联支路的等值电容，中性点电位偏移
C
B A
C C B B A A C C C C E C E C E E ++++-= 0 矢量分析，电流平衡条件0=++C
B A I I I ，只要三相导纳性质相同，中性点O '在电压三角形之内，如图（a ），这种情况下会出现一相或两相电压升高的现象，但电压升高不会超过线电压。
2）一相因严重饱和而导纳呈感性，其余两相仍为容性。A 相饱和等值电感为L ，B 、C 两相等值电容为C C C C B ==，中性点电位偏移
L
C L C E E A ωωωω/12/10-+= 2
1/12/1≥-+L C L C ωωωω O
E 与A E 同相，且2/0A E E ≥，中性点O '偏移至电压三角形之外，如图（b ）。于是造成一相（饱和相）电压升高的现象。
3）两相因严重饱和而导纳呈感性，一相仍为容性，若A 相互感器不饱和，其等值电容为C ，B 、C 两相等值电感为L ，中性点电位偏移
L
C L C E E A O ωωωω/2/1-+-= 式中
1/21/11/2/122≥-+=-+LC
LC L C L C ωωωωωω 可知，O
E 与A E 反相，且A O E E ，作电源测电压三角形，原来中性点O 与地（O '）是重合的，现因出现O
E ，O '移至三角形之外，如图（c ）所示。B 、C 饱和相对地电压升高，不饱和相A 相的对地电压降低，电网出现虚幻接地现象。显然，位移电压愈高，相对地过电压愈高。
4）三相均因严重饱和而呈感性。情况与三相呈电容性相似，中性点O '不会偏移至电压三角形之外。三项电压将不会同时升高，至少有一相电压是降低的，该相电感就无法达到是导纳呈现感性的饱和程度，实际上不可能出现三相同时饱和的情况
扰动使互感器铁芯饱和是随机的，所以出现虚幻接地时，哪一相是零电位（低电压）也是随机。
需指出的是，在L C '
='ωω2时，∞→O E ，即发生谐振，其实不然，L '和C '均是O E 的函数，谐振时，C '上的电压升高，其并联的L 将迅速饱和，自动将支路转化为为感性，串联谐振回路也随之消失。注意，互感器三相饱和程度不同使电网中性点出现O E ，不是谐振引起，是电感电容效应的结果。
(六) 电磁式电压互感器铁芯饱和引起的谐波谐振过电压
电网电源三相工频电势对称，不存在谐波分量，分析谐波谐振时，三相工频电源为零，但谐波谐振时，电路中的能量是非线性电感元件的非线性效应将工频电源能量转化为谐波能量而提供。
如图所示，L 为电压互感器铁芯电感，C 为电网对地电容，G 为电感非线性效应形成的等值谐波发电机，组成串联谐振回路。
当线路很长，C 很大，回路自振频率ω0很低，有可能产生分频谐振，反之，线路很短，C 很小，或者互感器的励磁电感很小（如铁芯质量差或电网中有很多台电压互感器），ω0很高，则有可能出现高频谐振。
电网中性点位移谐波电压与工频电源电压的频率不同，不能采用电压相量叠加求各相对地电压，而需采用有效值合成的方法。
设中性点位移谐波电压有效值为U O ，工频电源相电势有效值为E ，则三相对地电压的有效值同时升为：
22
0E U U +=
实测及运行经验表明，工频位移过电压和高频谐振过电压的幅值很少超过3U xg ，在35KV 电网中曾测得3.5U xg ，60KV 电网中曾测得4.74 U xg ，对于60KV 及以下电网中的设备，一般没有危险。分频谐振过电压，虽幅值不高（<2U xg ），但频率低，互感器绕组感抗小，使激磁电流大为增加，可达额定值得百倍以上，易烧断互感器的高压熔丝，或引起互感器严重过热，进而冒油、烧损、爆炸。
电压互感器的开口三角绕组是专门为反映零序电压设置，它能全面反映电压互感器饱和引起过电压的零序电压大小和频率。
总结，产生电压互感器饱和过电压的必要条件：
a)
电网电源中性点对地绝缘； b)
电压互感器一次绕组中性点直接接地； c) 具有一定的外界“激发”条件。 其特点是：
a)
对地绝缘的电网中性点位移电压使相对地出现过电压； b)
电网中性电位移电压可以是基频，也可以是分频或高频。
(七) 限制措施
可从两方面着手：一是在零序回路中增加电阻，阻尼谐振的产生和发展；二是：设法改变互感器的电抗或电网对地容抗，避免匹配成谐振参数。具体做法有下列几种。
1. 在互感器开口三角绕组端口接电阻或消谐装置
系统的负荷（通常是正序性质）对于具有零序性质的中性点位移电压没有阻尼作用，因此必须在零序回路中引入阻尼电阻，如图所示。开口三角绕组端口接电阻R ，相当于在互感器高压绕组侧Y 0接线绕组上并联电阻，而且只有在电网有零序电压时才出现。
电网正常运行时，开口三角端口基本无电压，R 0不消耗能量，当中性点有位移电压O
E ，开口三角绕组端口出现电压U 0，R 0将消耗能量，R 0值愈小，消耗能量愈多，限制和阻尼谐振的作用愈明显。R 0=0（开口三角绕祖被短接），则L 为互感器的漏感，三相相等，过电压也就不存在。但在中性点不接地电网中，允许单相运行长达2小时，阻值过小的R 0长期接在开口三角绕组上，会使互感器过热而烧毁。所以选取R 0，既要满足消除饱和过电压的要求，又要保证单相接地时不超过互感器的容量允许范围。
通过模拟试验，消除饱和过电压所需R0的上限值，分频谐振的要求值最小，工频位移次之，高频谐振最大，因此满足消除分频谐振的电阻值，其它两种也就同时满足了。
防止电压互感器过热，可作如下两种改进
1）当系统中性点位移电压超过一定数值时，过电压继电器将小电阻R 接入，然后自动切除。根据开口三角绕组电压的大小和频率，投入相应的电阻。技术规程建议的经验值是Le X R 4.00 ，Le X 是电磁式电压互感器在线电压下每相励磁感抗换算至开口三角绕组两端的值。电压等级越高，要求的R 0 值越小，因为m X 随变比的平方而迅速减小。
2）对电压较低的电网，可在开口三角绕组固定接入普通照明用的白炽灯跑，利用钨丝电阻在由冷转热状态下电阻变大的性能，即达到消谐目的，又满足互感器热容量的要求。发生谐振前，温度低，电阻小，可以抑制谐振的发生，在单相接地故障时，温度上升，阻值变大，所消耗的功率在电压互感器容量允许范围内。例如，35kV ，接入500-1000W 的灯泡，6-10kV ，接入200W-600W 的灯泡。
消谐装置，如消谐器、选频消谐装置、电脑消谐装置等，其基本原理是根据开口三角绕组电压的大小和频率，投入相应的电阻或电容。
2.
电压互感器高压侧中性点经电阻接地
如图所示，为限制谐振，互感器高压测中性点经电阻0
R '接地，0R '值愈大，阻尼作用愈大，限制过电压效果愈好；若∞→'0
R ，则等值电感L 不参与零序回路，也就不存在互感其饱和引起的过电压问题。但0R '值过大，当电网出现单相接地时，大部分零序电压降落在0
R '上，开口三角绕组电压将太低，影响保护装置的动作。对于6~35kV 电网，一般情况0
R '可取20~30k Ω。另外，需考虑0R '的热容量（不小于50W ）、沿面湿耐压（2000V ，时间10min ）。
Le X R %60≥
西安电磁研究所将0
R '装入瓷套中，制成RXQ-35kV 、RXQ-6~10kV 型消谐器，克制姐姐在互感器高压测中性点上。其0
R '由非线性SiO 电阻片和线性电阻（6~7 k Ω）串接组成，在低压下0R '呈高电阻值（可达几百千欧），使谐振在起始阶段不宜发展；单相接地时，0
R '上出现千余伏电压，0
R '中非线性电阻下降，使其不影响接地保护的工作。由于非线性电阻片热容量相当大，足以满足弧光接地对0
R '的热容量要求。 上面措施的共同缺点是不能正确区分基波谐振和单相接地，因为在此两种情况下，开口三角形绕组两端的电压及波形几乎一样，消谐措施无法识别，也就不能保证只在基波谐振时动作。
3. 电压互感器高压侧中性点经大电容接地措施
在低压侧每相绕组两端并接双极性的整流电路。在正常情况下，k 联至A 点，直流电容C 被充电，当发生谐振，通过信号接触器k 接至B 点以使C 进行放电，然后瞬间返回A 点，吸收谐振能量而使谐振立即消失，C 的大小为100~1000μF
该措施有两特点，一是能够正确区分铁磁谐振与单相接地或弧光接地，有选择的短接
互感器开口三角绕组；二是中性点接大电容，不会像接0
R '那样危及互感器中性点绝缘。
在单相接地情况下，整流回路仍然工作，充电过程不影响互感器的正常工作，如果动作预定次数后开口三角形电压仍然存在，则可接通一个继电器，以便送出接地信号。
4. 增大电网对地电容
当网络对地容抗与互感器高压侧在线电压下每相激磁感抗（多台时为并联值）之比，满足01.0 L
C X X ，则不会出现互感器饱和过电压。10kV 及以下电网可在母线上装上一组三相对地电容，或以电缆代替架空线，减小对地容抗，满足不谐振的条件。
5.
选用伏安特性好的电磁式电压互感器，或改用电容式电压互感器 6. 在判定产生饱和过电压时，可采取临时措施，消除过电压
临时措施包括将电源变压器中性点临时接地；投入消弧线圈；投入事先规定的某些线路或设备；将互感器的中性点从接地点断开或者切除互感器（应特别注意在投入时，可能重新出现过电压）。
消弧线圈的电感与电压互感器励磁电感相比，要小的多，相差几个数量级，两者在零序回路中并联，励磁电感几乎被短接，也就不会因饱和引起的过电压。
7. 在互感器高压中性点串接单相电压互感器
限制电磁式电压互感其饱和引起措施，是多种多样的。根据电网具体情况，合理选择一种或综合应用几种措施，才能奏效。如：电网较小，常出现工频位移过电压，可采用靠口三角绕组接白炽灯或消谐器；较大的10kV 电网，常出现分频谐振，可采用电压互感器中性点接电阻或零序电压互感器；较大的35Kv 电网，可采用电网中性点投入消弧线圈，或互感器高压侧中心点接电阻的方法。
五、采用的教学方法和手段
教学方法：《讲述法》
教学手段：《投影
TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5046-45 TV铁磁谐振故障的原因及预防措施 探讨 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1故障原因 在电网中应用的TV，有许多无消谐装置，仅采用熔丝保护。由于其固有特性，在系统参数突变，如线路接地、配电变压器单相接地、补偿电容的投切、拉合刀闸及跌落式熔断器、投切空载线路及变压器、增减负荷等因素诱发下，易激发引起铁磁谐振过电压。 2故障危害 TV发生铁磁谐振时，常有三相电压同时升高，产生非工频过电压，其值可达额定值的2～3倍，严重破坏电压质量，危及或破坏系统的稳定，造成TV熔丝熔
断，绝缘击穿烧毁；严重时还会造成电网瓦解大面积停电。 3预防措施 (1)采用防谐设备。选用励磁特性好、不易磁饱和TV，如JSJW、JDZX、JDJJ2及JDX系列TV。 选用抗铁磁谐振TV，JSZG—10型三相五柱环氧树脂浇注绝缘TV，它将大大提高抗谐振、耐过电压和防止烧毁的能力。 选用四台JDZJ型TV组合，即将第四台各侧绕组分别串接在高压、低压侧中线上及开口三角回路中。正常运行时中线绕组几乎没有电压，在分频谐振时，由于中线绕组的串入L增加一倍，基本上维持原感抗，限制励磁涌流，防止磁饱和，从而防止产生分频谐振。
物理化学实验答案1汇总教学提纲
物理化学实验答案1 汇总
一、溶液中的等温吸附 五、注意事项 1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥 2. 醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka = 1.76× ，可用标准碱溶液直接滴定， 化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7 左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH 正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。 3．变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。 4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。为使测定结果准确，应尽量避免 长时间将NaOH 溶液放置于空气中。 七、讨论 1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。既要防止初始浓度过高导致出现 多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。 2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样
品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。本实验是在空气浴中将盛有 样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。实验过程中温度会有变化，这样会影响测 定结果。 3．由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。此外，由于 忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。但由 于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。 八、思考题（供参考） 1．吸附作用与哪些因素有关？固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？ 答：吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。 固体在溶液中的吸附，除了吸附溶质还有溶剂，液固吸附到达平衡时间更长；固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响：气体吸附是放热 过程,温度升高吸附量减少；压力增大,吸附量和吸附速率增大；一般吸附质分子 结构越复杂,被吸附能力越高。
初中物理演示实验的教学设计6页word文档
初中物理演示实验的教学设计 物理是一门以实验为基础的学科，其中包含大量的演示实验，它们是帮助学生建立物理概念和规律，理解和掌握物理知识不可缺少的手段，也是塑造学生科学精神和培养良好品德，促进学生由形象思维向抽象思维转变的有效途径。在新课程模式下强调以学生为本、以学生为主体，这就要求物理教师充分利用演示实验引导学生观察现象、发现规律、增强课堂效果。下面就如何设计好演示实验，发挥演示实验的课堂效果，谈谈自己的看法。 1 演示实验要精心准备，反复调试 为了更好地达到演示实验的效果，教师课前必须精心准备实验材料、设计合理的实验过程，弄清楚实验的原理和方法，并要反复操作调试，直到熟练的地步。对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除，从而使实验做得规范、熟练、成功，以取得预期的效果。 讲解“电磁铁”，由于实验器材的原因，教师课前必须经过试验找到合适的电流范围，以便达到实验效果。讲解物体浮沉条件，通过改变液体密度让学生发现鸡蛋从下沉到悬浮最后到漂浮。这个实验要想达到理想的效果，就要求教师课前将水变成盐水，使鸡蛋下沉到水底的状态变为悬浮的临界状态，这样鸡蛋从下沉到悬浮最后到漂浮的过程明显、节省时间。讲解“压力压强”，教师要选择有弹性的海绵和质量合适的物体。在演示热机原理的实验时，经过反复的调试，得出在试管中加入水的体积为试管的四分之一，需要用酒精灯加热大约2分钟，实验的效果非常明显。 2 演示实验装置设备，尽可能使用学生生活中常见、常用的物品组
合，尽可能多地使用自制教具 物理来源于生活，并与社会生活联系紧密，在进行演示实验时应尽可能使用学生生活中常见、常用的物品组合，有意识地引导学生联系生活实际，分析物理现象，并可巧用身边物品进行物理实验，以此激发学生的学习兴趣，加深学生对所学知识的理解。 例如演示磁极间相互作用时，可利用粉笔做导轨演示很是方便。具体做法：将七八支粉笔平行摆好，然后将两条形磁铁拉开或靠近来演示相吸或相斥。此实验还可用在力学部分来说明物体间力的作用是相互的。又例如顺手拿过学生的铅笔，将两环形磁铁套在铅笔上演示同名磁极相互排斥，还能说明磁悬浮列车的原理。如用铅笔和小刀做压强实验，用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验，用汽水瓶做大气压实验，用眼药瓶做物体的浮沉实验，用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生更熟悉，更有利于使学生体会物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。 另外，在进行演示实验时教师还要尽可能多地使用自制教具。自制教具一般都是教师针对现有实验不足或者现有仪器演示效果不明显而设计 制作的，实验结果会更明显、更直观，学生更容易观察到。如讲解“浮与沉”时，教师可以利用自制潜水艇进行演示，效果会很明显。 再如在演示“液体沸点和气压关系”的实验时，首先在两只烧瓶里装上适量的水，让温度计的玻璃泡完全浸没在水中，然后给左烧瓶加热，由于空气受热膨胀，左瓶一部分空气通过导管流到右瓶里，使左瓶的气压减小，而右瓶气压增大。加热一段时间后，夹子夹紧橡皮管。用酒精灯同时给左右烧瓶加热，直到水沸腾，读下左右温度计示数大约为94 ℃和105 ℃。
新人教版初中物理203《电磁铁电磁继电器》教学设计
第二十章第3节《电磁铁电磁继电器》教学设计
新课讲授板书 二、电磁铁的磁性 教师总结 猜想：磁性强弱可能与电流的大 小、线圈的匝数和形状有关。 教师提问 那我们怎样来判断电磁铁的磁 性强弱呢？ 引导学生设计实验，画出电路 图。 教师演示实验，引导学生分析总 结。 板书 结论：匝数一定时，通入的电流 越大，电磁铁的磁性越强。 板书 结论：电流一定时，外形相同的 螺线管匝数越多，电磁铁的磁性 越强。 学生思考回答 可以通过电磁铁吸引大头 针的个数判断。 学生根据控制变量法的思 想设计实验步骤，并画出 实验电路图。 学生观察实验，并总结。 学生观察实验，并总结。 培养学生知识迁移 能力。 培养学生应用控制 变量思想设计实验 的能力。 培养学生总结能力。 培养学生总结能力。
你还知道哪些电磁铁在生产生 活中的应用？ 板书 三、电磁铁的应用 教师介绍磁浮列车。 由于磁极间的相互作用，磁浮列 车悬浮在空中，行走时不需接触 地面，只受来自空气的阻力。磁 浮列车的最高速度可达每小时 500km以上。 其上所用的磁体大多是通有强 大电流的电磁铁。 2003年，上海浦东机场到市区的 磁浮铁路成为第一条正式投入 运营的磁浮铁路。 教师引导 在生活中我们经常看到一些大 型机器在工作，如大型吊车，它 们的电流可达几十、上百安，直 接来控制或操作是很危险的，那 怎么才能控制这些强大的电 流？ 学生思考回答自己知道的 电磁铁的应用。 学生聆听。 学生聆听，思考。 物理就在我们身边， 激发学生学习物理 的兴趣。 渗透爱国主义教育， 激发学生探求欲望。 通过问题激发学生 学习兴趣。
电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施
五、关于电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施。 1、谐振条件 在中点不接地系统中，由于接地保护的需要，三相电压互感器的中点是直接接地的，因此电 压互感器与电网线路对地电容并联而形成谐振回路，电磁式电压互感器的电感是非线性的，这种 谐振回路为非线性谐振回路，或称铁磁谐振回路，如图5-1。 通常，在正常运行时，电压互感器的感抗X L 远大于电网对地电容的容抗X C ，即X L 与X C 不会形成谐振，但由于某些原因，例如单相接地故障、线路合闸、雷电冲击等等，使电压互感器 的电感量发生变化，如果X L 与X C 匹配合适则将产生谐振。 由于电网中点不接地，正常运行时互感器中点N ＇和电源中点对地同电位，即中点不发生位 移，当发生谐振时，互感器一相、两相或三相绕组电压升高，各相对地电位发生变动，但因电源 电势由发电机的正序电势所固定，E A 、E B 、E C 保持不变，在电网这一部分对地电压的变动则表 现为电源中点发生位移，而出现零序电压，这就是说，谐振的发生是由于中点位移而引起的。 假定当A 相电压下降，B 、C 相电压升高，则A 相显容性，而B 、C 相显感性，等值电路图 如图5-2所示。 图5-1 电压互感器接线图 图5-2 不对称阻抗产生的中点位移电压
如图，三相中各阻抗不对称，电源中点产生位移，在一定条件下将产生谐振。 根据图5-1，解出中点位移电压如下式： C B A C C B B A A NN Y Y Y Y E Y E Y E U ++++-=????/ （1） 'c j Y A ω=， '1L j Y Y c B ω-== 代入得： ''2)1(/L c L c E U A NN ωωωω-'+'-=? ? （2） 由（2）式可看出，当'2L c ωω= '时则U 0无穷大，即要发生谐振，这也意味着只有当电压互感器的感抗与线路容抗在一定比例下，谐振才会产生。有人（HA.Peterson ）对此曾做了专门的模 拟试验，得到了谐振范围的曲线，如图5-3b 所示。模拟试验用互感器的V-A 特性如图5-3 a 。 5-3 a 非线性电感的伏安特性曲线 U —试验电源相电压 U ?—非线性电感额定电压 I*—电流标幺值
初中物理实验课教学设计
初中物理实验课教学设计 一、实验题目：《探究浮力大小与什么因素有关》 二、实验目的： 1，通过观察和亲自实验，感知浮力的存在和方向，培养一定的观察能力和分析概括的能力。 2、通过实验，知道浮力跟物体排开的液体的体积和液体的密度的关系，培养一定的动手能力。 3、体验用控制变量法探究物理问题，对学生进行科学方法的渗透。 三、实验设计思路： 本设计的内容包括两方面：一是认识浮力，二是探究影响浮力大小的因素。其基本思路是：从学生纸船比赛开始，通过师生互动游戏后教师引导分析，认识浮力的存在；以实验探究为基础，通过动手操作、观察、分析，得出影响浮力大小的因素，运用科学的探究方法，培养学生观察、分析、归纳、探索物理规律的能力和动手操作、自主探究的能力并在小组合作中培养合作学习、互帮互助的意识。 四、实验方法和原理： 运用了控制变量法，即在保持液体的密度不变的条件下，改变物体排开的液体的体积；保持物体排开的液体的体积，改变液
体的密度。原理是物体挂在弹簧测力计浸没在水中时，所受的拉力、浮力与重力平衡，即F+F浮=G。 五、实验器材：纸船、沙子、石块、细线、水、鸡蛋、食盐、水槽、外型完全相同的铁、铝圆柱体、弹簧测力计。六、实验步骤： （一）创设情景，引出新课，让学生通过实验探究认识浮力 1、将纸船放入水槽中，待纸船静止后，提出问题：（1）纸船怎么会浮在水面上？（因为乒纸船受到水的浮力）（2）试分析它的受力情况（纸船受到重力和浮力这对力的作用）（引导学生从平衡力的角度推理出物体受到的浮力等于它受到的重力，浮力的方向总是竖直向上。） 2、将小石块投入水中，小石块沉下。提出问题：（1）小石块受到水的浮力吗？给你一弹簧测力计，你能否设计一个实验来证明？学生思考、讨论以后，请一位学生上台演示。（启发学生：用弹簧秤先测出石块的重量，然后用弹簧秤拉着石块慢慢浸入水中，观察弹簧秤的读数的变化，就可以判断是否受到浮力的作用。）（2）在上面的实验中，石块受到哪些力的作用？浮力大小怎么计算？（3）由上面的实验，你能否想出一个测量浮力大小的方法？ （二）通过实验探究，帮助学生理解影晌浮力大小的因素 1、创设情景，让学生体验影响浮力大小的因素（1）比赛：让学生用自制的纸船装沙，看谁的船装得多？（2）向水中按矿泉
浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施
浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施 摘要：高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振，从而电力设备和系统安全运行带来危害。文章从故障实例入手，分析了铁磁谐振产生的机理、类型以及铁磁谐振的特性，并提出多种消除谐振的措施。 关键词：铁磁谐振；过电压；产生条件；影响因素；消除措施 高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器（以下简称TV）励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振。由于谐振时会产生很高的过电压，危及电力设备和系统安全运行，因此必须采取有效的消除和防护措施。 电力系统的铁磁谐振可分两大类：一类是在66 kV及以下中性点不接地系统中，由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合，在系统电压大扰动（如遭雷击、单相接地故障消失过程以及开关操作等）作用下而激发产生的铁磁谐振现象；另一类是发生在220 kV（或110 kV）变电站空载母线上，当用220 kV、110 kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电，或切除带有电磁式电压互感器的空母线时，操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象。 1故障实例 佛子岭水电站地处山区，高压线路架设于崇山峻岭之中，雷雨季节遭受雷击几率较高，铁磁谐振过电压现象时有发生。 2007年7月某日，雷击后，该站发生35 kVⅡ段母线电压一相降低，另两相升高（超过线电压）现象，发“单相接地”信号并熔断2TV高压保险。35 kV系统接线图如图1所示。其时，35 kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行，两回出线空载。1TV 与2TV的型号分别为：YDJJ-35、JDJJ2-35。 2008年某日，110 kV母线停电操作过程中，当拉开最后一台高压开关时，母线电压瞬时升高，二次保护回路电压继电器线圈烧毁，如图2所示。TV型号是JCC6-110，高压开关型号是SW4-110Ⅱ，双断口带有均压电容器。 以上两起故障是典型的铁磁谐振过电压现象，下面我们来简单分析一下故障的成因。 2铁磁谐振产生过程及其特点 2.1铁磁谐振现象的基本概念
电磁式电压互感器的铁磁谐振
电磁式电压互感器的铁磁谐振#1 电磁式电压互感器的铁磁谐振 作者：中山市泰峰电气有限公司徐世超来源：输配电产品应用变压器及仪器仪表卷总第80期摘要：电磁式电压互感器和电容式电压互感器都能满足对电网的计量和保护作用。从性价比分折此两种互感器的优劣，提出呈容性SF6绝缘电磁式电压互感器为高压电压互感器的最佳选择，呈容性树脂绝缘电磁式电压互感器为中 压电压互感器的最佳选择之一。 关键词：电磁式电容式电压互感器电磁谐振呈容性的电磁式电压互感器 1电磁式电压互感器（以下简称PT） 1.1原理 一次、二次线圈通过铁芯电磁感应，将高电压变换成标准低电压（100；100/3；V），供计量及保护用。PT入端 阻抗为电抗（感抗性质）。 电网的所有元件中，入端阻抗为容抗（XC）性质的有：输电线对地电容；耦合电容器；断路器断口的并联电容及电容式电压互感器（以下简称CVT）。入端阻抗为感抗（XL）性质的有：PT、变压器及电抗器。 当电网正常操作（断路器投切）出现的操作过电压或大气过电压时，电网会因铁磁谐振（电网中容抗与感抗相等）而烧毁电网的某些元件（例：PT）。由于变压器和电抗器在工作电压及过电压时其产品处于铁芯饱和状态，产品的入端阻抗值基本不变，而PT在电网电压改变时自身的感抗值可能会与电网的容抗值相等发生铁磁谐振烧毁PT。 所以，在电网中所有的元件中，仅要求PT应避免铁磁谐振的发生。 1.2结构 按电压等级不同，主绝缘介质为：油纸绝缘；SF6气体绝缘；环氧树脂绝缘。 1.3特点 PT准确度不受外界因素（环境及运行温度、电源频率、环境污染）的影响，其误差值是稳定的；一次与二次变换是瞬间发生的，无暂态响应问题（PT为电抗元件，不是储能元件）；存在铁磁谐振问题（PT的入端阻抗可能会因电 网过电压使其与电网容抗相等）可能烧坏PT。 2电容式电压互感器 2.1原理 电网的一次高电压经电容分压器抽取较低电压值（例：15~20kV)，其等值阻抗为容抗（XC）性质，与电磁单元（中间变压器和补偿电抗器）的阻抗为感抗性质（XL）相等。即达到CVT的理想工作状态（二次回路XC≈XL）时，互感器内阻最小，CVT误差随负荷变化最小；CVT输出容量最大，此时是CVT的正常工作状态。 2.2结构 按电容分压器与电磁单元连接方式分为○1叠装式电容式电压互感器：电容分压器叠装在电磁单元之上，中间变压器的一次高压线由电容分压器内部引线到电磁单元，中压接线封闭在产品内部。结构紧凑。○2分装式电容式电压互感器：电容分压器和电磁单元分开安装，电磁单元有外露套管与电容分压器的中压端子在外部接线。 电容分压器为充油式电容器；电磁单元为变压器油绝缘。 2.4优点 ⑴电容式电压互感器是经电容分压器与电网连接，不存在非线性电感，与电网不发生铁磁谐振。 ⑵承受高电压的电容分压器内部电场分布较均匀，具有耐受雷电冲击能力强的特点。 ⑶超高压（＞500kV）电容式电压互感器的价格比电磁式电压互感器便宜，因为，电容式电压互感器随电压等级增加，其电磁单元基本不变，仅增加电容分压器的价格（增加电容分压器节数的价格）。而电磁式电压互感器随电压等级增加，其绝缘结构随之复杂，使其价格按比例增加。 ⑷可兼作耦合电容器使用，用于载波通讯（由于目前移动通讯成本很低，用电容式电压互感器作此用途己较 少了）。 2.5缺点： ⑴电容式电压互感器内部可能发生低频谐振
电压互感器铁磁谐振实验
电压互感器铁磁谐振实验 实际电力系统产生铁磁谐振，是由于某种外因使电压互感器的铁心趋于饱和，激磁电感急剧下降所致，在实验室中要模拟这种情况是困难的。三相对地导纳之间的大小和星座（容性、感性）差别较大而使三者之和较时，就可以使中写道位移电压上升，从而模拟铁磁谐振。为此，用改变对地电容的方法使参数不平衡，就可以产生铁磁谐振现象。实验步骤如下：（1）按小接地电流系统实验接线，每相接一只电容器（1μF），接入星形—星形—开口三角电压互感器2TV，加上电源，测量正常运行是各相对地电压、中性点对地电压及开口三角电压填入表格中。 （2）断开电源，将A相原接的一只电容断开，模拟线路在电源端完全断线，使系统各相对地参数不平衡，A相对地导纳为感性，B、C相为容性。合上电压后测量各相对地电压、中性点对地电压及开口三角电压填入表格中，与正常运行时的电压值对比，观察电压互感器铁磁谐振时各量的变化。 （3）花痴一次侧三个相电压、三相对地电压和中性点位移电压矢量图并进行分析。（根据A相相电压、A相对地电压和中性点位移电压值即可计算出矢量U AN和U ad的角度）。（4）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，将电压互感器2TV开口三角绕组上并接200W的白炽灯泡，合上电源后测量各有关电压，分析这一措施为什么能抑制铁磁谐振的。 （5）将200W灯泡改为100W，并分析不同并接电阻值的影响。 （6）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，将2TV开口三角绕组短接，在高压侧中性点串接一台零序电压互感器一次绕组（可采用1TV的一台单相380/100V互感器，但需将原一、二次侧接线断开再接线），除测量上述有关电压外，测量零序电压互感器二次侧电压U20。说明零序电压互感器对一直铁磁谐振的作用。 （7）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，电压互感器原边中性点经500—1000欧电阻接地（用滑线电阻更好），合上电源后测量各有关电压，分析这一措施对抑制铁磁谐振的作用。 （8）对上述几项消谐措施进行分析比较。 表1 一次电压测量值（V）
物理化学实验
燃烧热 1、在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用？ 答：(1)吸收反应中生成的NO2，NO2溶于水中生成HNO3，用标准氢氧化钠滴定出HNO3的浓度，可计算出HNO3的生成热。 (2)便于清洗氧弹 2、本实验中，那些为体系？那些为环境？实验过程中有无热损耗，如何降低热损耗？ 答：体系：内筒水、氧弹、温度计、内筒搅拌器。 环境：外筒水。 实验过程中，由于对流和辐射，存在热损耗。 采取措施：(1)量热计上方加盖，减少对流； (2)外筒内壁和内筒外壁皆镀成镜面，减少热辐射 3、在环境恒温式量热计中，为什么内筒水温要比外筒水温低？低多少合适？ 答：内筒水温比外筒低，是为了减小内外筒间的温度差，减小热损耗； 将内筒温度定在T外＝(T内终－T内始)/2 较合适。 4、欲测定液体样品的燃烧热，你能想出测定方法吗？ 答：采用药用胶囊装取液体试样装入氧弹进行测量。（计算时扣除胶囊的燃烧热）。 采用脱脂棉吸附液体试样方法。（计算时扣除脱脂棉的燃烧热）。 5、说明恒容热和恒压热的关系。 答：ΔH：恒压热 ΔU：恒容热 ΔH = ΔU + PΔV 若有气体参加的反应，Δn代表反应前后气体物质的量的改变，则(忽略其它体积变化）：ΔH ~= ΔU + ΔnRT 6、实验终那些因素容易造成误差？最大误差是哪种？提高本实验的准确度应 该从哪方面考虑？ 答：在燃烧热的测定实验中以下因素容易造成误差：（1）样品压片过程中混入污染物、称重后脱落、造成称重误差；（2）如果样品燃烧后残留了不易观测到的试样残留物、而又把它当作没有残留完全充分燃烧处理数据，势必造成较大误差；（3) 搅拌器功率较大，搅拌器不断引进的能量形成误差；（4）热量计的绝热性能应该良好，如果存在有热漏，漏入的热量造成误差；（5）数据处理中用直接测量的温差当成真实温差进行计算； 最大误差：体系与环境温差 提高本实验的准确度应该从以下几方面考虑：（1）待测样品需干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误差；（2）严格控制样品的称量范围；（3）压片机要专用，清洁干净；（4）将压片制成的样品放在干净的称量纸上，小心除掉易脱落部分，然后在分析天平上精确称量；（5）用用雷诺法校法得到真实温差。
初中物理实验教案
初中物理实验教案 the report on the work of various departments, supervise and inspect the management and project implementation and results of implementing financial plans of the company, effective corrective measures to ensure the achievement of business objectives for the year; 1.4 the objective fixed: according to market trends and emerging issues within the company, called special topics in business management strategy session on ... 2.6 compensation and benefits management: policy formulation, improve the pay and benefits system and develop payroll and staff benefits in a timely manner; 2.7 performance measurement through rational design methods of performance evaluation, objective and fair assessment of the work of the staff, to improve their employees ' work, and continuous upgrading of the working methods and quality; 2.8 employees career planning: according to the realities and the development of the company and its needs, identification of occupational needs, combined with the actual design for its development goals, according to implement communication with staff to modify employee development goals; 2.9 archives: archives of the statistics of reasonable and effective management to ensure human 一、声音的特性 【提出问题】 1、我们所接触到的各种声音中～有的听起来很尖、很刺耳～而有的听起来却 很粗、很浑厚。从物理学的角度来说～实际就是指音调的高低。既然声音都是由物
TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨简易版
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨简易版
TV铁磁谐振故障的原因及预防措施 探讨简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 1故障原因 在电网中应用的TV，有许多无消谐装置， 仅采用熔丝保护。由于其固有特性，在系统参 数突变，如线路接地、配电变压器单相接地、 补偿电容的投切、拉合刀闸及跌落式熔断器、 投切空载线路及变压器、增减负荷等因素诱发 下，易激发引起铁磁谐振过电压。 2故障危害
TV发生铁磁谐振时，常有三相电压同时升高，产生非工频过电压，其值可达额定值的2～3倍，严重破坏电压质量，危及或破坏系统的稳定，造成TV熔丝熔断，绝缘击穿烧毁；严重时还会造成电网瓦解大面积停电。 3预防措施 (1)采用防谐设备。选用励磁特性好、不易磁饱和TV，如JSJW、JDZX、JDJJ2及JDX系列TV。 选用抗铁磁谐振TV，JSZG—10型三相五柱环氧树脂浇注绝缘TV，它将大大提高抗谐振、耐过电压和防止烧毁的能力。
八年级物理下册实验教案.doc
下册 乐山市第七中学 物理组
实验一练习使用弹簧测力计 一、原理和构造： 弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长，在弹性限度内，弹簧的伸长量和它受到的拉力成正比，弹簧测力计正是根据这一原理设计的。弹簧测力计都由弹簧、指针、刻度板、挂钩、吊环和外壳等组成，常见的两种弹簧测力计及其内部构造如图所示。 二、使用方法 1.使用弹簧测力计时，首先要看清其量程，所要测量的力不能超过它的量程。因为弹簧是有一定弹性限度的，超过这个限度测量就不准确，还有可能损坏测力计。 2.测量前要看清楚弹簧测力计的分度值，以便测量时读数。 3.测量前要检查指针是否指在零刻度线。如果没有指在零刻度线，要进行调节使指针指在零刻度线。 4.使用前，要轻轻地来回拉动弹簧测力计的挂钩，以免指针被卡住，给测量带来较大的误差。 5.测量时，拉弹簧测力计挂钩的力要和测力计的外壳平行，避免扭曲和摩擦，尽量减小由于摩擦产生的测量误差。 6.要等到示数稳定后再读数，读数时视线要与刻度板表面垂直。 最后要说明的是：在使用弹簧测力计时，要尽量使用用挂钩把物体向上拉的测量方法。因为它就是按照这种方法设计的，使用其他方法的误差相对较大。 三、读数 清楚弹簧测力计的量程和分度值，然后再根据指针所指的位置（注意读数时一定要由零刻线往数值增大的方向读）读出所测量力的大小。 四、使用弹簧测力计容易出现的问题 ①测力计测量超过量程的力；②没有调零就进行测量；③使用前没有来回拉动弹簧，用指针被卡的测力计测量；④所测拉力与测力计外壳不平行；⑤示数没有稳定就读数；⑥读数时视线与刻度板表面不垂直；⑦手拿挂钩，把物体挂在吊环上测量。
【实验目的】学习正确使用弹簧测力计的方法。 【实验器材】弹簧测力计、木块、长木板、头发丝 【实验步骤】 1、观弹簧测力计的量程（最大刻度），认清每一小格表示多少牛。检查弹簧测力计不受力时，指针时否指在零刻度处。 2、用手拉弹簧测力计的挂钩，使指针指到1N、3N、5N等处，感受一下1N、3N、5N的力有多大。 3、在弹簧测力计的挂钩上挂一个质量已知（约500g）的物体，读出拉力的大小填入记录表中。察 4、在水平放置的长木板上，用弹簧测力计拉木块匀速前进，读出拉力的大小填入记录表中。 5、在倾斜放置的长木块上，用弹簧测力计拉着木块沿木板匀速上升，读出拉力的大小填入记录表中。 6、把一根头发拴在弹簧测力计的挂钩上，用手拉头发，逐渐加大拉力，读出头发被拉断时拉力的大小，填入记录表中。 【实验记录】 【评估与交流】能否用弹力橡皮筋制作测力计？为什么？
电力系统谐振消除方法
电力系统谐振消除方法 电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行，特别是对中性点不直接接地系统，铁磁谐振所占的比例较大，因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析，并提出一些意见，为相关工作者提供参考。 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变，负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中，谐振过电压出现频繁，其危害很大。过电压一旦发生，往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。日常工作中发现，在刮风、阴雨等特殊天气时，变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高，当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振，同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果：谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，影响各种电气设备的正常工作；导致继电保护和自动装置误动作，并会使电气测量仪表计量不准确；会对邻近的通信系统产生干扰，产生噪声，降低通信质量，甚至使通信系统无法正常工作。 1.谐振及铁磁谐振
谐振是一种稳态现象，因此，电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在，直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多，这种过电压一旦发生，往往会造成严重后果。运行经验表明，谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生，尤其在35kV及以下的电网中，由谐振造成的事故较多，已成为系统内普遍关注的问题。因此，必须在设计时事先进行必要的计算和安排，或者采取一定附加措施（如装设阻尼电阻等），避免形成不利的谐振回路，在日常工作中合理操作防止谐振的产生，降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kV系统操作或故障情况下，系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振，其共同特征是系统电压升高，引起绝缘闪络或避雷器爆炸；或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象和不正确的接地指示；或者在PT中出现过电流，引起熔断器熔断或互感器烧坏；母线PT的开口三角绕组出现较高电压，使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于： ①分次谐波谐振三相电压依次轮流升高，超过线电压，一般不超过2倍相电压，三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。
铁磁谐振对电压互感器的危害及防范措施
铁磁谐振对电压互感器的危害及防范措施 【摘要】通过电力系统中实际案例说明分析了产生铁磁谐振的原因和产生的条件，总结了运行中经验教训，提出防止铁磁谐振的措施，最后问题得到圆满解决。 【关键词】铁磁谐振；电压互感器；接地 1.事故发生 大连西咀热力有限公司在2005年10月9日6：10 电气后台机报10kV系统接地，6：17分主母10kVII段PT发生爆炸起火，导致电厂供电2#联络线的213乙开关跳闸，全厂停电。事故后检查发现厂外10kV系统发生间歇性单相弧光接地，两相对地电压突然升高，使得中性点发生位移，电磁式电压互感器励磁电流突然增大而发生饱和，产生了严重的铁磁谐振过电压，过电压引起TV柜相间放电击穿，发生电弧短路，并对外壳放电，引起三相短路接地故障，从而烧坏TV 柜。由于厂区内10kV高压设备众多，经常出现设备在运行中发生单相接地事故，通过录波仪记录曾多次检测到开口三角电压不稳定，超过100V。 2.电压互感器产生磁谐振的原因 产生铁磁谐振的必要条件是电压互感器的感抗XL大于与之并联的线路对地容抗Xc，即XL>Xc，两者并联后为一等值电容，系统网络的对地阻抗呈现容性，电网中性点的位移基本接近于零。当有一个激发条件时，电压互感器中性点电压发生位移，相电压升高，位移电压可以是工频，也可以是谐波频率，主要有分频和高频，在过电压的作用下，电压互感器三相铁芯将出现不同程度的饱和，饱和后的电压互感器励磁电感变小，系统网络的对地阻抗趋于感性。当系统网络的对地感抗与对地容抗相互匹配时，就产生了铁磁谐振。其主要特点为： （1）谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而趋于平稳。 （2）铁磁谐振需要一定的激发条件，使电压、电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等。 （3）铁磁谐振存在自保持现象。激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在。 （4）铁磁谐振过电压一般非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。 在中性点不接地系统中，发生如下情况可能激发铁磁谐振：
电压互感器铁磁谐振的发生原因及防范措施
电力系统中存在着许多储能元件，当系统进行操作或发生故障时，变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中电容串联可能引起铁磁谐振，对电力系统安全运行构成危害。在中性点不接地的非直接接地系统中，铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的，是造成事故较多的一种内部过电压。这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。在一定的电源作用下会产生串联谐振现象，导致系统中出现严重的谐振过电压。 1、电压互感器引起铁磁谐振的发生原因分析 在中性点不接地系统中，为了监视对地绝缘，母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中u0为电源电势，C为线路等设备的对地电容，L为电压互感器激磁电感，R0为中性点串联消谐电阻。 在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很大，其数值范围在兆殴级以上且各相对称。C数值视线路长短而定，线路愈长容抗愈小，即以1 km线路而言，其每相对地电容约0.004μF ，故其容抗小于1 MΩ，所以整个网络对地仍呈容性且基本对称，电网中性点的位移电压很小,接近地电位。但电压互感器的励磁电感随通过的电流大小而变化，其U-I特性如图2所示。
由图2可见，曲线的起始一段接近直线，其电感相应地保持常数。当激磁电流过大时，铁芯饱和，则L值随之大大降低。正常运行时铁芯工作在直线范围，当系统中出现某些波动，如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使电压互感器发生三相不同程度的饱和，以至破坏了电网的对称，电网中性点就出现较高的位移电压，造成工频谐振或激发分频谐振。 2、铁磁谐振的特点 对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下，回路可能不只有一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态，要看外界冲击引起的过渡过程的情况。 TV的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身，也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。 串联谐振电路，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0 = 1/L0C＜ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。 维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性，且有节律的，即…1/2(1，2，3…)倍频率的谐振。 铁磁谐振对TV的损坏，铁磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。 1、电磁式电压互感器(TV)的非线性效应，是产生铁磁谐振的主要原因。 ２、TV感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。 ３、要有激发条件，如投入和断开空载母线、TV突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。 由前面分析可知，事故中具备了3个条件，才导致了此次事故。当良站10 kV系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相B、C相电压升高31/2，对系统产生扰动，在这一瞬间电压突变过程中，TV高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。饱和后的TV励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成共振回路，激发各种铁磁谐振过电压。尤其是分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，产生过电压，过电压幅值可达到近2~3.5Ue以上，但此过电压达不到避雷器的动作电压1.7 kV，故母线避雷器并未动作。同时，感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，据
《物理化学实验》讲义
备课教案撰写要求 一、认真钻研本学科的教学大纲和教材，了解本学科的教学任务、教材体系结构和国际国内最新研究进展，结合学生实际状况明确重难点，精心安排教学步骤，订好学期授课计划和每节课的课时计划。 二、教师备课应以二学时为单位编写教案；一律使用教学事务部发放的教案本撰写，不得使用其他纸张。在个人认真备课、写好教案的基础上，提倡集中备课、互相启发、集思广益，精益求精。 三、教案必须具备如下内容（每次课应在首页应写清楚）：1、题目（包括章、节名称、序号）；2、教学目的与要求；3、教学重点和难点分析；4、教学方法； 5、教学内容与教学组织设计（主要部分，讲课具体内容）； 6、作业处理； 7、教学小结。 四、教案必须每学期更新，开学初的备课量一定要达到或超过该课程课时总量的三分之一。教案要妥善携带及保存，以备教学检查。 教学进度计划表填表说明
1．本表是教师授课的依据和学生课程学习的概要，也是学院进行教学检查，评价课堂教学质量和考试命题的重要依据，任课教师应根据教学大纲和教学内容的要求认真填写，表中的基本信息和内容应填写完整，不得遗漏。 2．基本信息中的“课程考核说明及要求”的内容主要包括课程考核的方式、成绩评定的方法、平时成绩与考试成绩的比例、考试的题型、考试时间以及其他相关问题的说明与要求等。 3．进度表中“教学内容”只填写章或节的内容，具体讲授内容不必写；每次课只能以2学时为单位安排内容。 4．进度表中的“教学形式及其手段”是指教学过程中教师所采用的各种教学形式及相关手段的说明，一般包括讲授、多媒体教学、课件演示、练习、实验、讨论、案例等。 5．作业安排必须具体（做几题，是哪些题）。 6．进度表中的“执行情况”主要填写计划落实和变更情况。 7．教学进度计划表经责任教授、系（部）领导审签后，不得随意变动，如需调整，应经责任教授、系（部）领导同意，并在执行情况栏中注明。 长江大学工程技术学院教案/讲稿
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理_0
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理 近年来，随着经济的发展和科学技术的不断进步，电磁式电压互感器目前被广泛应用于35kV以及以下电压等级中性点不接地配电网中，其将一次侧高电压转换为低电压供保护系统、计量系統以及相关测控装置使用。当系统中发生单相接地故障时，能够允许最长带接地运行2小时，有可能使得电压互感器铁芯饱和，从而满足铁磁谐振条件而产生过电压，轻则导致高压限流熔断器故障，重则造成互感器绝缘损坏或过热损毁。 标签：电磁式电压互感器;铁磁谐振;过电压;治理措施 引言 在铁路10kV的电力系统中，大多数采用中性点不接地的方式。为了监测铁路电力系统的运行状态，设置了大量的电磁式电压互感器。因外界的扰动（例如线路的接地，倒闸操作等）导致互感器产生铁磁谐振，激发出持续的过电压和过电流，这种内部过电压，轻则造成电压互感器一次侧熔断器烧毁，重则烧毁电压互感器或炸毁绝缘子，严重威胁电力系统的安全运行。 1电压互感器铁磁谐振产生机理及激发因素 1.1铁磁谐振产生机理 在中性点不接地的系统中，出于保护的需要，电压互感器的中性点是直接接地的。正常运行情况下三相阻抗对称，系统中性点位移基本接近于零，电压互感器的励磁感抗很大，励磁电流很小。此时励磁感抗大于线路对地电容的容抗。当出现一个激发条件，电压互感器的三相铁芯出现不同程度的饱和，使得互感器励磁电感L变小，励磁阻抗发生变化，中性点发生位移。当参数配合恰当，就会产生铁磁谐振。 1.2铁磁谐振激发因素 铁磁谐振激发因素包括：①单相接地;②线路断线;③线路非同期合闸操作; ④电力系统瞬间过电压;⑤电磁式电压互感器突然投入运行。 1.3铁磁谐振分类 电磁式电压互感器发生铁磁谐振一般可表现为两种形式：一种情况下由于系统发生断线、间歇性弧光接地故障时，因铁芯饱和导致的铁磁谐振及过电压;另一种情况下当变压器空载合闸对母线充电时，电磁式电压互感器的一次侧绕组同母线对地电容之间形成振荡谐振条件，从而导致过电压。不接地系统正常运行，线路对地电容与电磁式电压互感器一次绕组之间感抗形成并联回路，由于等效感抗一般均较大，电网对地阻抗主要表现为线路对地电容的容抗，此时三相较为平