第8章 操作过电压
高压电工作业_教案
用心做事追求卓越电工作业安全技术培训（高压部分）教案2013年11月25日教案（首页）科:培训科教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教案（附页）教学内容教法提示及备注单向桥式整流电路由四个晶体二极管构成电桥形式。
桥式整流输出直流电压为：U L=0.9*U2式中U2是变压器二次侧电压u2的有效值。
通过负载R L的直流电流平均值 I L=U L/R L=0.9*U2/R L每只二极管所承受的反向电压最大值U RM=（2*U2）*1/2。
每只二极管流过的电流为 I V=I L*1/2桥式整流电路所用变压器利用率高，在相同直流输出电压时，二极管所承受的反向电压低。
缺点是所用元件要多2只二极管。
6.4晶闸管基础知识及其应用晶闸管是晶体闸流管的简称，原称可控硅，是一种大功率的半导体器件。
具有效率高、控制特性好、反应快、寿命长、体积小、重量轻、可靠性高和维护方便等优点，在可控整流、调压、无触点开关和变频、逆变（直流变交流）等方面获得广泛应用。
6.4.1晶闸管的结构与工作原理（1）晶闸管的结构晶闸管内部由四层半导体次叠而成，有三个pn结，外部引出三个电极，分别为阳极A、阴极K和控制极G（又称门极）。
为了散热，大功率可控硅还附有金属制的散热片，更大功率的晶闸管则采用水冷。
晶闸管的外形有螺栓式、平板式和小型塑封式。
（2）晶闸管的工作原理讲解实验通过实验可知：要使晶闸管导通，必须在A、K极间加上正向电压，同时加以适当的正向控制极电压（又称触发电压）。
一旦晶闸管导通后，要使晶闸管关断，必须采取降低阳极电压、反接或断开电路等措施，使正向电流小于最小维持电流。
6.4.2晶闸管主要参数（1）额定正向平均电流：是指在规定的环境温度标准散热条件和元件全导通的情况下，可连续通过的工频半波电流的平均值。
（2）最小维持电流：维持晶闸管导通所需要的最小阳极电流。
电气安全第6章(第3版)
（3）冲击放电电压。在标准波形冲击电压作用 下，恰好使避雷器发生放电的电压幅值。一般按雷电 冲击电压波形给出。有分散性，常取上限值。 用途：该电压应该低于被保护设备的冲击耐压。 （4）残压。避雷器导通后，冲击放电电流在避雷 器阻抗上产生的压降。 残压与避雷器通过的电流大小有关，标准规定标 示5kA（220kV以下系统）下的残压。 用途：残压是避雷器的限压效果，被保护设备承 受的电压不会低于残压。
与SiC阀式避雷器对比： 特点：氧化锌阀片特性接近于理想“阀”的特性 ，正常工作电压作用下泄漏电流很小，可取消串联间 隙。 优点：响应快、无续流、通流容量大、耐重复动 作、耐重载。 用途：除适用于SiC阀式避雷器传统应用领域外 ，还可用于陡波保护和内部过电压保护。
各类避雷器动作比较
1 2 1 2
SiC阀式避雷器示例
实 物 图 片
间隙结构
1－间隙 2－阀片
理想特性
ZnO阀片
SiC阀片 UN
各种阀片 与线性电阻的 伏安特性。 注意SiC阀 片在正常工作 电压作用下泄 漏电流可能达 到100A左右。
2）工作原理及优缺点。 a）SiC阀式避雷器 正常时，由间隙隔断泄漏电流，保证阀片不损坏 ，并使系统正常工作。 过电压到来时，间隙放电击穿，通过阀片电阻泄 放过电压能量。电流大时电阻小。由于阀片电阻的存 在，电压下降陡度变缓，不会出现截波。 过电压过去后，阀片电阻随电流减小而增大，以 正反馈方式快速切断工频续流。
• 外部过电压能量来自于雷电，过电压大小与系统标称 电压无关，因此对中、低压系统危害较大。但中、低 压系统因暴露较少或高度较低，受雷击的概率和强度 小于高压和超高压系统。 • 内部过电压能量来自于系统本身，过电压程度与系统 标称电压密切相关，因此对超高压和特高压系统危害 特别大。 • 电压是电场能量在电路中的表征参量，以上类别是根 据能量的来源划分的。
供电工程智慧树知到答案章节测试2023年贵州理工学院
第一章测试1.水力发电优点主要有（）。
A:工程建成后同时兼有防洪、灌溉和港运的综合效益B:建设时一次性投资大C:发电过程不产生污染D:发电成本低E:是可再生能源答案:ACDE2.核能发电的生产过程与火力发电基本相同。
（）A:对B:错答案:A3.现代电力系统的发展趋势（）。
A:能源结构的多样性和互补性B:输电方式的新颖性C:控制和调度手段的先进性D:供电技术的优质性答案:ABC4.系统最高电压是在正常运行条件下，在系统任何时间和任何地点上出现的电压的最大峰值。
（）A:错B:对答案:A5.系统标称电压、设备最高电压的数值通常是指相电压。
（）A:对B:错答案:B6.线路传输功率越大，传输距离越远，则所选择的电压等级也应越高。
（）A:对B:错答案:A7.电力系统中各种标称电压的适用（）。
A:220/380V为低压配电电压（工矿企业亦可采用380/660V）B:110～220kV电压等级主要用于区域配电网C:10～110kV为一般电力用户的高压供电电压D:330～1000kV电压等级主要用于长距离输电网答案:ABCD8.10kV中性点电阻接地系统在发生单相接地故障后要求（）。
A:带故障运行2小时B:迅速切断故障线路C:长时间带故障运行D:迅速切断全部线路答案:B9.采用TN-C-S系统时，当PE导体与N导体从某点分开后可以多次合并。
（）A:错B:对答案:A10.二级负荷对供电电源的要求（）。
A:二级负荷的供电系统宜用两回路独立电源供电B:二级负荷的供电系统宜用两回路电源供电C:二级负荷的供电系统必须用两回路电源供电D:二级负荷的供电系统必须用两回路独立电源供电答案:A第二章测试1.年最大负荷Pm是全年中有代表性的最大负荷班的一小时最大负荷。
（）A:错B:对答案:A2.需要系数Kd值的相关因素（）。
A:用电设备组中设备的负荷率B:设备的同时利用系数C:电源线路的效率D:设备的平均效率答案:ABCD3.在确定低压干线上或母线上的计算负荷时，计入同时系数K∑，有功功率同时系数K∑P=0.85,无功功率同时系数K∑Q=0.9。
电力装置的继电保护和自动装置设计规范
电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92主编部门：中华人民共和国能源部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1992年12月1日第一章总则 (1)第二章一般规定 (2)第三章发电机的保护 (3)第四章电力变压器的保护 (5)第五章3～63KV中性点非直接接地电力网中线路的保护 (7)第六章110KV中性点直接接地电力网中线路的保护 (8)第七章母线的保护 (9)第八章电力电容器的保护 (9)第九章3KV及以上电动机的保护 (10)第十章自动重合闸 (11)第十一章备用电源和备用设备的自动投入装置 (12)第十二章自动低频减载装置 (12)第十三章同步并列及解列 (12)第十四章二次回路 (13)附录一名词解释 (14)附录二同步电机和变压器在自同步和非同步合闸时允许的冲击电流倍数 (15)附录三本规范用词说明 (15)第一章总则第1.0.1条为了在电力装置的继电保护和自动装置的设计中，贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全可靠、技术先进和经济合理，制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于各行业3～110kV电力线路和设备,单机容量为25MW及以下发电机，63MV A及以下电力变压器等电力装置的继电保护和自动装置的设计。
第1.0.3条继电保护和自动装置的设计应选用按国家规定鉴定合格的产品。
第1.0.4条电力装置的继电保护和自动装置设计，除应执行本规范外，尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定。
第二章一般规定第2.0.1条电力网中的电力设备和线路，应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置。
继电保护和自动装置应能尽快地切除短路故障和恢复供电。
第2.0.2条电力设备和线路应有主保护、后备保护和异常运行保护，必要时可增设辅助保护。
第2.0.3条继电保护和自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，并应符合下列规定：一、继电保护和自动装置应简单可靠，使用的元件和接点应尽量少，接线回路简单，运行维护方便，在能够满足要求的前提下宜采用最简单的保护。
电工进网作业许可考试模拟试题高压理论部分单选题
电工进网作业许可考试模拟试题高压理论部分单选题204.交流高压真空接触器采用机械自保持方式时，自保持过程中（需要控制电源）实现自保持。
205.交流高压真空接触器的分、合闸动作是由（真空开关管内动触头）完成的。
206.交流高压真空接触器采用电磁自保持方式时，合闸后自保持过程中电磁合闸绕组与自保持绕组一般处于（串联）状态。
207.JCZR2-10JY/D50型交流高压接触器采用的自保持方式一般为（机械自保持）。
208.JCZR2-10JY/D50型交流高压接触器的额定电流为（50A）。
209.JCZR2-10JY/D50型号中JCZR的含义是（交流高压真空接触器—熔断器组合）。
210.当电路发生短路或过负荷时，（熔断器）能自动切断故障电路，从而使电器设备得到保护。
211.高压熔断器一般在（3～35kV）电压等级的系统中保护电路中的电气设备。
212.高压熔断器可用于（电压互感器）等设备的保护。
213.高压熔断器以动作特性可分为（自动跌落式）和固定式。
214.高压熔断器型号中功能代号用字母（P）表示为TV保护用熔断器。
215.高压熔断器型号中以字母（X）表示为限流式熔断器。
216.XRN系列高压熔断器（在熔断器一端装有）熔丝熔断指示器（撞击器）。
217.XRN系列高压熔断器额定电流（较大）时一般选用弹簧撞击器。
218.XRN 系列熔断器额定电流较小时一般采用（火药式）撞击器。
219.有填料高压熔断器利用（电弧与固体介质接触加速灭弧）原理灭弧。
220.XRN系列高压熔断器（带有）撞击器。
221.高压熔断器熔体中间焊有（降低熔点）的小锡（铅）球。
222.高压熔断器熔体中间焊有小锡（铅）球，利用（“冶金效应”）降低熔丝熔点。
223.高压熔断器利用“冶金效应”降低熔丝熔点的目的是（改善切断过负荷电流的安秒特性）。
224.RN1高压熔断器的一端装设有（熔丝熔断指示器）。
225.RN2型高压熔断器可适用于作（电压互感器）的保护。
供配电试题及答案
有的有错误，大家注意了！测试题：第一章1、平均额定电压的应用场合为 A.受供电设备 B.线路 C.变压器 D.以上全部2、电能的质量标准是A.电压、频率、波形B.电压、电流、频率C.电压、电流、波形D.电压、电流、功率因数3、国家标准GB12325-90《电能质量•供电电压允许偏差》规定：10kV及以下三相供电电压允许偏差为A.±10%B.±7%C.±5%＋7%，－10%4、人们俗称的“地线”实际上是 A.中性线 B.保护线 C.保护中性线D.相线5、如果系统中的N线与PE线全部分开，则此系统称为（）系统。
A.TN-CB.TN-SC.TN-C-SD.TT6、中性点不接地的电力系统当发生单相接地时，正常相对地电压 A.升高为原来的3倍p77、我国110kV及以上的超高压系统的电源中性点，通常采用运行方式为A.不接地B.直接接地C.经消弧线圈接地D.随便8、我们通常以（）为界线来划分高压和低压。
A.1000V B.220V C.380V D.1000KV9、从供电的角度来说，凡总供电容量不超过（）的工厂，可视为小型工厂。
A.500kV AB.100kV AC.5000kVD.1000kV第二章测试题：1、如果中断供电将在政治、经济上造成较大损失的称为A.一级负荷B.二级负荷C.三级负荷D.保安负荷2、南方某厂的夏日负荷曲线上P1占的时间为10h，冬日负荷曲线上P1占的时间为2h，则年负荷曲线上P1占的时间为南方T1=200t1+165t2 北方T1=165t1+200t2A.12hB.2330hC.2050hD.4380h3、某厂的年最大负荷为1752kW,Tmax为4000h则年平均负荷为A.800kWB.19200kWC.1752kWD.159.87kW4、某电焊变压器铭牌额定容量SN=42KV A 暂载率εN%=60功率因数COSφ=0.62，ηN=0.85，给该电焊变压器供电的支线负荷PC为Pe=sqrt(εN/ε100%)P N= sqrt(εN)S N cosφ=A.20.2kWB.40.34kWC.23.76kWD.47.46kW5、某工厂全年用电量为：有功电度6000万度，无功电度7480万度，则该厂的平均功率因数为2-51 cosφav=1/sqrt(1+(Q/P)2)A.0.78B.0.626C.0.56D.0.446、某厂全年用电量为800×104kW.h,原功率因数为0.67，现欲补偿到0.9，则装设BW--10.5--14--1型电容器个数为P36[2-8]A.41个B.35.6个C.36个D.42个7、变压器的有功功率损耗由___两部分组成A.有功损耗和无功损耗B.铁损和铜损C.电阻损耗和电抗损耗D.以上都不对8、满负荷的负荷指的是。
采用断路器合闸电阻限制750kV系统操作过电压的研究
表 １ 发 电厂 出线 ７ ０ｋ ５ Ｖ输 电线 路主 要参数
发 电厂 出线 ７０ｋ ５ Ｖ避雷器 参数 及伏 安特性 如 表 ２、 ３所示 。我 国 ７０ｋ 表 ５ Ｖ系统单 个避 雷器 额
２ １ ６月 ０ ２年 第２ ８卷第 ３期
陕西理工学院学报 （ 自然科 学版）
Ｊｕ ａ ｏ ｈａｘ Ｕ ｉｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏｏｙ（ ａ ｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒｌ ｆ ａｎｉ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｔ ｃｎｌ ｎ Ｓ ｓｙ ｇ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ ｕ ｅ ｔｎ
Ｊ ｅ０ ｕ．１ ｎ２ ２
Ｖ １２ Ｎ ． ｏ．８ ｏ３
［ 文章编号］６３－ ９４ ２ １ ）３－ ００－ ５ １７ ２ ４ （０ ２ ０ ０ １ ０
采用断路 器合 闸电阻限制 ７０ｋ ５ Ｖ 系统操 作过 电压 的研 究
沈 坚 亓立博 ，
（． １ 西北 电力设计院 ， 陕西 西安 ７０ ７ ； ． １０５ ２ 清华 大学 电机工程与应用 电子技术 系，北京 １０ ８ ） ００ ４
键
词 ］ 操 作过 电压 ； 合 闸电 阻； ７０ｋ 断路 器 ； 金属 氧化 物避 雷 器 ５ Ｖ； ［ 文献标 识码 ］ Ａ
［ 中图分 类号 ］ Ｔ ６ Ｍ８２
０ 引 言
由于西北 电网 ７０ｋ ５ Ｖ输 电 网架 将成 为我 国西北 地 区 的主网架 ， 超高压 系统 的过 电压 问题 显 得
采用电磁暂态分析程序 Ａ ＰＥ Ｔ 建立仿真计算模型， Ｔ ．Ｍ Ｐ 分以下几种情况进行分析 ： ①无避雷器 并取消断路器合闸电阻 ； ②首末端各有一组避雷器并取消断路器合闸电阻； ③首末端各有一组避雷 器且断路器并联合闸电阻 ６０Ｑ。仿真时断路器三相合闸电阻非 同期时间为 ５ｍ ， 闸电阻投入 ０ ｓ合 时间 ９ ． ｓ采用统计开关 （ｔｉｉ Ｓ ｉｈ 实现 １０次服从正态分布的统计合闸操作 。 １５ｍ ， Ｓ ｔｔ ｗｔ ） ａｓｃ ｃ ２
8章电力电容器(30)(共32PPT)
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第八章 电力电容器
• 为防短路爆炸：GB50053—94?10kV及以下变电所设计 标准?规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量 较小时(45kvar及以下)宜接成三角形。
• 低压电容器组应接成三角形。
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第八章 电力电容器
§8—3 电容器平安运行 电力电容器是充油设备，安装、运行或 操作不当都可能着火，也可能发生爆炸， 电容器的残留电荷还可能对人身平安构 成直接威胁。因此，电容器的平安运行
• 保护：高压电容器宜采用平衡电流保护或瞬动的过电流保护。如 电力网有高次谐波，可加装串联电抗器抑制谐波或加装压敏电阻
及RC过电压吸收装置。
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第八章 电力电容器
• 低压电容器组开关选择： 总容量≤l00kvar时，可用交流接触器、刀 开关、熔断器或刀熔开关保护和控制； 总容量≥ 100kvar时，采用低压断路器保护 和控制。
总油量≤300kg的高压电容器和低压电容器应视其测量的多 少安装在有防爆墙的间隔内或有隔板的间隔内。
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第八章 电力电容器
• 电容器养护：防止阳光直射，受阳光直射 的窗玻璃应涂以白色。
• 电容器分层安装时一般不超过三层；层与 层之间不得有隔板，以免阻碍通风；电容 器之间的距离≥50mm；上、下层之间的 净距≥20cm；下层电容器底面对地高度 ≥30cm。电容器铭牌应面向通道。
第十七页，共三十二页。
第八章 电力电容器
二、电容器接线 • 三相电容器内部接线一般为三角形接线； • 单相电容器接线方式，根据其额定电压Ue和线路
的额定电压确定： Ue与线电压相符采用三角形接 线； Ue与相电压相符采用星形接线。
并联电容器分闸重击穿操作过电压研究
3 收稿日期 : 2008212217
原店变 10 kV 母线上并联补偿电容器为研究对 象 ,在理论分析的基础上 ,使用电磁暂态计算软 件 [ 4 ] ( EM TP)重点对并联电容器分闸后电弧重击 穿产生的过电压进行仿真计算 ,并分析了仿真实 验的结果 ,给出了重击穿过电压变化的统计规律 。 1 分闸过电压的理论分析 [ 5 ] 1. 1 分闸后按理想条件熄弧
由于最大过电压 Umax = 2 倍稳态值 - 初始值 ,两 相重击穿振荡过程中 ,两相电容器相间电压最高
升至电容器残压加上两倍电源电压数值 ,由于真
空断路器有很强的开断高频电流的能力 ,高频电 流过零时 ,回路开断 ,此时电容器电压最高 ,电容 器将保持这一电压值 。如果再过工频半周期 ,该 两相再重击穿 ,则电容器上的最高过电压值能达 到在上次重击穿过电压值的基础上再增加两倍线 电压幅值 ,若此时振荡电流再被切断 ,电容器也将 保持这一高电压 ,如此反复地重击穿 ,高频开断 , 再重击穿 ,电容器上的电压将逐次上升 ,每次增加 两倍线电压幅值 ,形成“级升 ”过电压 。由两相重 击穿产生的高电压不仅会引起电容器极间绝缘的 损坏 ,而且重击穿振荡过程中过大的振荡充电电 流也将造成串联电抗器的过电流 、过电压 ,从而引 起线圈散架 ,匝间绝缘击穿 。由于实际中出现的 重击穿时刻不同 ,电容器残压和电源电压瞬时值 也不同 ,每次两相重击穿并不能使电容器组电压 均增加两倍线电压 ,而且 ,断路器的断口耐压也限 制了过电压 ,使其不能无限升高 [ 10, 11 ] 。
其中变压器为 YN , y n0, d 11接线的三绕组变 压器 ,变比为 110 /38. 5 /10. 5。图中采用时控理 想开关模拟断路器 ;等效系统阻抗取变压器漏抗 , 归算在 10. 5 kV 侧为 0. 004 + j0. 25 Ω;电抗器串 联在电容器侧 ,根据原电变的实际系统参数取其 参数值约 2. 02Ω; 35 kV 侧和 10 kV 侧负荷取变 压器容量的 60% ,功率因数为 0. 95。10 kV 侧并 联电容器为不接地的星形连接 ,其中每相根据给 定参数取 99. 4μF,因有中性点漏电流的存在 ,所 以用约为 300 pF的杂散电容等效 。
高压电工作业考试题库
第一章绪论1、国家规定要求：从事电气作业的电工，必须接受国家规定的机构培训、经考核合格者方可持证上岗。
(√）2、作为一名电气工作人员，对发现任何人员有违反《电业安全工作规程》，应立即制止。
（√）3、在电气施工中,必须遵守国家有关安全的规章制度,安装电气线路时应根据实际情况以方便使用者的原则来（×)4、合理的规章制度是保障安全生产的有效措施，工矿企业等单位有条件的应该建立适合自己情况的安全生产规（×)5、为了保证电气作业的安全性,新入厂的工作人员只有接受工厂、车间等部门的两级安全教育，才能从事电气作（×)6、电工作业人员应根据实际情况遵守有关安全法规，规程和制度。
(×)第二章电工基础知识1、全电路的欧姆定律是指:电流的大小与电源的电动势成正比，而与电源内部电阻和负载电阻之和成反比。
（√）2、若干电阻串联时,其中阻值越小的电阻，通过的电流也越小。
（×)3、对于电路中的任意一个回路,回路中各电源电动势的代数和等于各电阻上电压降的代数和。
(√)4、有两个频率和初相位不同的正弦交流电压u1和u2，若它们的有效值相同,则瞬时值也相同.(×）5、正弦量可以用相量表示,所以正弦量也等于相量。
（×）6、反映二极管的电流与电压的关系曲线叫二极管的伏安特性曲线,有正向特性曲线和反向特性曲线之分。
(√)7、最大反向电流是指二极管加上最大反向工作电压时的反向电流,反向电流越大，说明二极管的单向导电性能（×）8、晶体管的电流分配关系是：发射极电流等于集电极电流和基极电流之和.(√）9、输出电路与输入电路共用了发射极,简称共发射极电路。
（√）10、共基极电路特点是输入阻抗较小，输出阻抗较大，电流、电压和功率的放大倍数以及稳定性与频率特性（×）11、整流电路就是利用整流二极管的单向导电性将交流电变成直流电的电路。
（√)12、集电极最大允许耗散功率与环境温度有关，环境温度愈高，则允许的最大允许耗散功率愈大。
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8.2.2 重合闸过电压 过电压幅值=2×稳态值一起始值=2Em-（-Em）=3Em
8.2.3 空载线路合闸过电压 的影响因素及限制措施 1．合闸相位 2．线路损耗 3．线路上残压的变化 4．单相自动重合闸
8.3 切除空载线路过电压
• 形成原因 形成原因：在切空线的过程中，虽然断路器切断的是几十到几百安培 的容性电流，比短路电流小得多，但在分闸初期，由于断路器触头间 恢复电压的上升速度超过绝缘介质恢复强度的上升速度，造成触头间 电弧重燃，因而引起电磁振荡，造成过电压 。 • 分析 分析： •措施 ：减少或 措施 消除电弧重燃。 改进断路器 的灭弧性能 ； 采用带并联 电阻的断路器。
非有效接地系统
（小电流接地)
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地 中性点经低电阻接地
有效接地系统
（大电流接地）
8.6.2 中性点接地方式的特点
1．大电流接地系统的特点 ． • 当发生单相接地故障时，由于采用中性点有效接地方式存 在短路回路，所以接地相电流很大。 • 为了防止损坏设备，必须迅速切除接地相甚至三相，因而 供电可靠性低。 • 由于故障时不会发生非接地相对地电压升高的问题，对于 系统的绝缘性能要求也相应降低。 2．小电流接地系统的特点 ． • 由于中性点非有效接地，当系统发生单相短路接地时，故 障点不会产生大的短路电流。因此，允许系统短时间带故 障运行。 • 此系统对于减少用户停电时间提高供电可靠性非常有意义。 • 当系统带故障运行时，非故障相对地电压将上升很高，容 易引发各种过电压，危及系统绝缘，严重时会导致单相瞬 时性接地故障发展成单相永久接地故障或两相故障。
8.2 空载线路合闸过电压
8.2.1 正常空载线路合闸过电压 • 对8.l(b)所示电路在t=0时合闸，很容易解得 uc (t ) = E m (1 − cos ω0 t ) • 当仅关心过电压幅值时，显然有： 过电压幅值=稳态值十振荡幅值=稳态值十（稳态值一起始值）=2×稳态值 一起始值
• UCmax=2Em
8.7 绝缘配合的原则及方法
8.7.l 绝缘配合的原则 • 电力系统的运行可靠性主要由停电次数及停电时间来衡量。造成电力 电力系统的运行可靠性主要由停电次数及停电时间来衡量。 系统故障、停电的原因不外乎电压升高和电压下降两大类， 系统故障、停电的原因不外乎电压升高和电压下降两大类，因此除了 尽可能限制电力系统出现的过电压外， 尽可能限制电力系统出现的过电压外，还要尽量提高电气设备的绝缘 水平。 水平。 • 如何选择采用合适的限压措施及保护措施，在不过多增加设备投资的 如何选择采用合适的限压措施及保护措施， 前提下，既限制可能出现的高幅值过电压， 前提下，既限制可能出现的高幅值过电压，保证设备与系统安全可靠 地运行，又降低对各种输变电设备绝缘水平的要求， 地运行，又降低对各种输变电设备绝缘水平的要求，减少主要设备的 投资费用，已日益得到重视，这就是绝缘配合问题。 投资费用，已日益得到重视，这就是绝缘配合问题。 • 所谓绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压（工作电压 所谓绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压（ 绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压 及过电压）， ），并考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性来确定必要的 及过电压），并考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性来确定必要的 耐受强度（绝缘水平）， ），以便把作用于设备上的各种电压所引起的绝 耐受强度（绝缘水平），以便把作用于设备上的各种电压所引起的绝 缘损坏和影响连续运行的概率，降低到在经济和运行上能接受的水平。 缘损坏和影响连续运行的概率，降低到在经济和运行上能接受的水平。 • 所谓电气设备的绝缘水平是用设备可以承受（不发生闪络、放电或其 所谓电气设备的绝缘水平是用设备可以承受（不发生闪络、 绝缘水平是用设备可以承受 他损坏）的试验电压值（耐受电压）表示的。 全波基本冲击绝缘 他损坏）的试验电压值（耐受电压）表示的。分:全波基本冲击绝缘 水平(对应于雷电冲击试验）、基本操作冲击绝缘水平 对应于雷电冲击试验）、基本操作冲击绝缘水平（ 水平 对应于雷电冲击试验）、基本操作冲击绝缘水平（对应于操作 冲击试验）以及工频绝缘水平(对应于短时 对应于短时（ 冲击试验）以及工频绝缘水平 对应于短时（lmin）工频试验以及特 ） 殊情况下的长时间工频试验)。 殊情况下的长时间工频试验 。
8.5 操作过电压的限制措施
8.5.1 利用断路器并联电阻限制分合闸过电压 8.5.2 利用避雷器限制操作过电压
8.6 中性点接地方式对内过电压的影响
8.6.1 中性点接地方式的分类
电力系统的中性点接地方式是一个综合的技术问题， 电力系统的中性点接地方式是一个综合的技术问题，它与 系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、过电压保护、 系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、过电压保护、继电 保护、通信干扰及接地装置等问题有密切的关系。 保护、通信干扰及接地装置等问题有密切的关系。
8.6.3 中性点接地方式对内过电压的影响
1．中性点直接接地的系统 ． • 从经济角度看，中性点直接接地是一种投资最小的接地方 式，其主要原因如下： 系统的过电压较低，可以采用保护特性较好的阀型避雷器， 设备的绝缘水平可取得低一点。 不需要任何附加的接地设备。 在电压为 110kV以上的电力系统中，可以采用分级绝缘的 电力变压器。 • 但是在这种系统中，一切故障都将引起断路器的跳闸，且 单相接地电流很大，有时还会超过三相短路电流，因此这 要影响对断路器分断能力的选择。另外，接地电流过大有 时还会严重烧坏导体和影响通信系统的正常工作。
2．统计法 ． • 统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐电强度都是随机变量的实际情况， 在已知过电压幅值和绝缘闪络电压的概率分布后，用计算的方法求出 绝缘闪络的概率和线路的跳闸率，在进行了技术经济比较的基础上， 正确地确定绝缘水平。这种方法不只定量地给出设计的安全程度，并 能按照使设备费、每年的运行费以及每年的事故损失费的总和为最小 的原则，确定一个输电系统的最佳绝缘设计方案。 •增加绝缘强度，即曲线P(u)向右方移动， 绝缘故障概率将减小，但投资成本将增加。 •对330kV及以上系统，设备的绝缘强度在 操作过电压下的分散性很大，降低绝缘水 平具有显著的经济效益。因而国际上自20 世纪70年代以来，相继推荐采用统计法对 设备的自恢复绝缘进行绝缘配合 .
3．中性点经消弧线圈接地方式 ． • 中性点经消弧线圈接地又叫谐振接地（共振接地），采用 这种接地方式的电网又称为补偿接地电网系统。这种系统 中，用消弧线圈的目的 目的是补偿或中和电网中的接地电容电 目的 流。 • 经消弧线圈接地系统，单相接地电流将可以被补偿或中和 到很小的数值，因此一般情况下接地电流不能维持，而且 在电流经过零点使电弧熄灭后，消弧线圈的存在还能显著 减小故障相电压的恢复速度，减小了电弧重燃的可能性。 正是这样，单相接地故障将会自动消除。应用消弧线圈， 不但可以使单相接地故障所引起的停电事故大大减小，还 将大大减少发生多相短路故障的次数。 • 缺点：补偿电网的运行比较复杂，接地投资也比较大，接 地选线保护存在一些困难。
第8章 操作过电压及其防护 章
本章知识构架
8.l 概述
• 内过电压 内过电压：在电力系统运行中由于运行状态的突然变化，如正常操作 或故障操作，会导致系统内电感和电容元件间电磁能的互相转换，引 起振荡性的过渡过程，因而在某些设备或局部电网上会出现过电压， 即操作过电压，也称内过电压 。 • 常见的操作过电压 ： 在中性点直接接地系统中，常见的操作过电压有合闸空载线路过电压、 切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压以及解列过电压等。 在中性点非直接接地系统中，主要是弧光接地过电压 。 其他还有解列过电压、谐振过电压等。 另外，由空载长线路的容生效应、不对称短路、突然甩负荷等原因引 起的工频电压升高 • 通常以发生过电压处设备的最高运行相电压（峰值）的倍数 最高运行相电压（ 最高运行相电压 峰值）的倍数来表示操 作过电压的大小。 • 对于220kV及以下系统，通常设备的绝缘结构设计允许承受可能出现 的 3～4倍的操作过电压，因此不必采取专门的限压措施。 • 对于 330kV及以上超高压系统，如果仍按3～4倍的操作过电压考虑， 势必导致设备绝缘费用的迅速增加 。因此，在超高压系统中必须采取 措施将操作过电压强迫限制在一定水平以下。目前采取的有效措施 有效措施主 有效措施 要有：线路上装设并联电抗器，采用带有并联电阻的断路器以及磁吹 阀型避雷器或金属氧化物避雷器（MOA）等。
2．中性点不接地方式 ． • 中性点不接地方式，即中性点对地绝缘，结构简单，运行方便，不需任何 附加设备，投资省，适用于农村10kV架空线路长的辐射形或树状形的供电网 络。 • 中性点不接地系统的主要优点是它能自动清除单相接地故障，而不会跳闸。 • 中性点不接地系统的致命缺点是最大长期工作电压与过电压较高，特别是 存在电弧接地过电压的危险。 • 中性点不接地方式系统弧光接地过电压的产生可分以下2种情况。 （1）电网对地电容电流小于熄弧临界值11.4A，此时接地电流由于能在电流 过零时可靠熄灭，不形成间歇性的接地电弧，也就不容易产生弧光接地过电 压。 （2）电网电容电流大于熄弧临界值11.4A，此时接地电弧在电流过零时短暂 熄灭，在峰值附近重燃，形成时断时续的间歇性电弧。由于电网是由电感、 电容和电阻等元件组成的网络，电弧间歇性的熄灭与重燃会导致网络强烈的 电磁振荡，产生严重的过渡过程过电压，且过电压持续时间长，遍及全网， 会使电网中绝缘弱点发生击穿，如电缆头爆炸、避雷器爆炸等，此时过电压 的幅值可达3.5 Uφ，因而弧光接地过电压对电网构成了较大的危害。 • 对于中性点不接地方式，电网中的电磁式电压互感器由于磁饱和可引起中性 点位移，由于参数的配合不同可能产生工频谐振，也可能产生分频或高次谐 波谐振，过电压的幅值最高可达3Uφ，可引起绝缘弱点击穿，避雷器若在此 期间动作，会因熄不了弧和过电压时间长而发生爆炸。另外，若产生分频谐 振，虽然过电压幅值不高（2Uφ），但由于谐振频率低，互感器的阻抗小， 以及铁心元件的非线性特性，使电压互感器励磁电流大大增加。这时，容易 使电压互感器的高压保险熔断，或使电压互感器严重过热、冒油、烧损、爆 炸，因而造成较大的危害。