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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。 解：间歇电弧接地过电压的发展过程如图所示： 假设A相电压幅值时对地闪络，此时B、CB、CA相为零，断弧后瞬间，B、CA相电源电动势为，叠加结果为零。 B、CA相恢复电压高达，假定引起重燃，则使得B、CB、C 取得最大过电压倍数为： 第二台变压器： 取得最大过电压倍数为： 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：计算中我们将近似等于则有 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，通过的能量为： 可见。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，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： 图中为线路电容，为线路电感，为断路器，为母线侧对地电容，为电源等值漏感，为电源电动势，，切空线过电压的发展过程如图所示： （1） 上的电压为，若不考虑导线的泄漏，上的电压保持不变，上的电压随电源电动势作余弦变化。 （2）断路器触头间恢复电压达最大值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：,又，则,故，上的电压由过渡到稳态，使得上出现最大电压为：。 （3） 高频电流过零值，触头间再次熄弧，上遗留电压为。 （4） 触头间恢复电压为，第二次重燃，新的起始电压，振荡过程中上最高电压为。 （5） 高频电流再次过零，电弧熄灭，上保持的电压。所以第二次重燃的过电压为。 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：。避雷器在过电压大2.7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： 则 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，通过的能量为： 可见。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，漏抗越大，线路电容效应越显著，稳态电压和过电压幅值急剧上升； 3 线路上的残余电压的极性和大小，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， 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和辅助触头，将它们串联后并接在主触头的两端。在开断线路时，线断开，被串联在回路中，线路上的残余电荷通过泄漏；经过1~2个工作周期后，再将断开，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，将并联电阻串联到回路中。经过短促的6~10ms时间，闭合，短接电阻，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。