２０１５年３月 第ｌ８卷第６期 中国管理信息化 Ｃｈｉｎａ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｒ．，２０１ ５ Ｖｏ１．１８．Ｎｏ．６ ｌＯ００ｋＶ输电线路空载线路合闸过电压问题研究 邓 涛，何人望 （华东交通大学 电气工程学院，南昌 ３３００１３） ［摘萋】随着社会的不断发展，电网中电压的提升对输电线路操作过电压的允许范围制定了更高的指标。国际国内超高压系统 中普遍采用的方式是附加单级合闸电阻限制操作过电压，但在特高压系统中很难满足其需求。本文提出采用多级合闸电阻限制特 高压线路的操作过电压，采用电磁暂态分析程序ＡＴＰ－ＥＭＴＰ对国内的示范工程——一条特高压交流输电试验，在ＩＩＮＧＤＯＮＧ、 ＮＡＮＹＡＮＧ至ＴＩＮＧＭＥＮ的特高压交流输电工程中的１０００ｋＶ输电线路中，仅使用多级合闸电阻和单级合闸电阻一起来限制同一 时期合闸过电压的现象进行了剖析指导。 ［关键词】特高压输电；操作过电压；多级合闸电阻；ＡＴＰＥＭＴＰ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—０１９４．２０１５．０６．０７４ ［中图分类号］ＴＭ８６３；ＴＭ７５ ［文献标识码］Ａ ［文章编号】１６７３ ０１９４（２０１５）０６．０１０９．０２ 电力系统过电压是发展特高压电网所必须研究的一个重要课 题。特高压远距离输电具有多重优势，如距离远、容量大、损耗低等。 从电网发展过程中原料的分布条件以及我国经济长远进程来看，我 国电力工业发展的必然趋势是推进特高压输电工程，并把特高压线 路作为全国电网的主网架。绝缘水平是特高压输电中的重要参数， 而过电压倍数也是绝缘水平有着直接关系。其原因是工频过电压 始终存在特高压远距离输电线路的空载长线所产生的电容效应，在 这个层面上，输电线路及与其连接的设备上产生更高的过电压一定 会在输电线路的开关操作中反应出来，如何把操作过电压倍数大大 降低，现在成为推进特高压电网所要解决的关键。本文中，将装有 带合闸电阻的断路器作为重合闸操作过电压的措施放在超高压系 统中采用，可以理解为在主触头闭合之前，必须先在闭合回路中瞬 时串入一定阻值的合闸电阻，阻隔暂态过电压的现象。 据其他国家的研究资料，５００ｋＶ系统输电线路允许的过电压 倍数为高倍，明显高于１ ０００ｋＶ的２倍。这对导致在电网操作过电 压允许值给出了更加严格的要求，即１ Ｏ００ｋＶ及以上电压等级电网 中己不能满足过电压限压要求。在实际中，１ Ｏ００ｋＶ电网中将不能 被满足，而之前的实验也证明，在特高压电网中，采用断路器附加合 闸电阻也是限制操作过电压的重要措施，但一般只存在于传统的单 级合闸电阻，要将过电压限制到１．５倍或更低的水平是非常非常困 难的，因此，该本文采用多级合闸电阻的方法。 １ 操作过电压理论分析与计算 电力系统中的电容、电感均为储能元件，在操作或者故障引起 的过渡过程中，由于电源继续供给能量，储存在电感或电容中的能 量会释放或转换，产生高于电源电势的过电压，但这些是在几毫秒 至几十毫秒之后要消失的暂态过电压．是由工频电压和自振振荡 电压叠加而成的。与超高压输电线路参数相比，在特高压输电线路 中，分布电容较大，而分布电阻和电感相对较小。此外，特高压输 电线路相对来说比较长，导致在暂态过程中出现很高的过电压，其 中，特高压电网中最严重的过电压就是空载长线合闸操作过电压， 在最极端的参考下过电压倍数很有可能达到３－４倍。 进行理论计算合闸操作过电压时，笔者假定断路器三相 是完全一致的操作．这样输电线路上三相的暂态分量和强制 分量之和均为零，互相抵消。正序参数就是过渡过程的电压 的唯一影响因素，所以，可以采用单相回路进行分析。设电源 等值电势 ）＝ ｃｏｓ（ａ￣ｔ＋ ）。取电势 ，时间ｔ＝１／ ，线路 波阻抗ｚ为基准值。令ｗｔ＝ｆ，Ｐ：ｄ／ｄｒ，稳定时，ｐ＝ｊ，于是 Ｐ（ｆ）：ＣＯＳ（ｆ＋ ：ｅ（．ｐ）：（ｐｃｏｓ０一ｓｉｎＯ）／（１＋ｐ２）。 ［收稿日期】２０１５－０２－０５ 这样合闸线路上任一点（和线路末端距离为曲的过渡过程运算 电压在合闸后，在实际操作中，在断路器断口处加一个方向相反，大 小相等的电势ｅ（ｐ）＋ ／ｐ（Ｕｏ以标幺值计）进行计算，这样依据 叠加原理，可以得到： ｅ（ｐ）＋Ｕ＿＿ｚｏ ，， 一 （１） ｐｃｏｓ０一ｓｉｎ ｖｏ ＝ ｃ 专 ） 式中， （Ｐ）＝ｚｃｔｈｐ，￣为自首端向末端看去的运算入口阻抗； 三 为电源漏感；ｚ为导线波阻抗； ：型； ： 为该点首端 嬲 ｖ ｃａｐｚ 的运行电压传递系数，叩 了。 利用分解定理求上式的原函数， 口 电压： “（ 叩）＝ ＣＯＳＴ／ＣＯＳ ＋ 一 ｏｏ （ 十 ｃ。ｓ ｃ ｓ ｒ＋喜 ｓｉｎ ｃ ｎ ｒ＝ Ｕ２ｃｏｓｑｃｏｓ（ｒ＋ ）一善 ｃ。ｓ 叩ｃ。ｓ（ｑｒ＋ ）（３） 式中，Ｕ￣＝ｌｌ（ｃｏｓＩ一 ２ｓｉｎＡ）为线路末端稳态电压幅值， 其中 ＝ｔ／Ｌｏｌ，三。为电路每千米电感； ＝ ／（ｏＪ， 一１）， 其中哆为系统各次自振角 —ｔａｔ２—ｓｉｎｍ—￣２（ ｌ Ｋ矗Ｌ ＫＬ ｔｏ， 。＋ ＋ 、。 频率； ：ｔａｎ・一 墨！ ； （￡，ｏ＋ ｅｏｓ０）￣ 若计及线路电阻Ｒ 对自由振荡的衰减作用，则（３）式可写成： 南 鲁 ） 当线路没有残余电压，且在电源电压最大值（０＝０）时，合闸线 路末端电压为： Ｕ２（ｆ）＝ ＣＯＳＴ－－∑Ｋ￣Ｓｉｅ唧ｃｏｓ￣ｒ （５） ｉ＝ｌ 一般情况下，过渡过程电压的自由振荡项取前３项就可以满足 精度要求。 ２ 空载线路合闸过电压 ２．１合闸过电压产生原因 正因为大量的储能原件（Ｌ、Ｃ）在电力系统中存在，当这些储 ＣＨＩＮＡ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＺＡＴＩＯＮ／＇∞
高电压技术（吴广宁）课后习题汇总
第1章 气体的绝缘特性与介质的电气强度
1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？
1-2简要论述汤逊放电理论。
1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？
1-4雷电冲击电压的标准波形的波前和波长时间是如何确定的？
1-5操作冲击放电电压的特点是什么？
1-6影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？
1-7具有强垂直分量时的沿面放电和具有弱垂直分量时的沿面放电，哪个对于绝缘的危害比较大，为什么？
1-8某距离4m的棒-极间隙。在夏季某日干球温度=30℃，湿球温度=25℃，气压=99.8kPa的大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空气相对密度=0.95）
1-9某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m的高原地区的35kV变电站，问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行1min工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？
第2章 固体的绝缘特性与介质的电气强度
3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎么定义的？
3-2固体无机电介质中，无机晶体、无机玻璃和陶瓷介质的损耗主要由那些损耗组成？
3-3固体介质的表面电导率除了介质的性质之外，还与那些因素有关？它们各有什么影响？
3-4固体介质的击穿主要有那几种形式？它们各有什么特征？
3-5局部放电引起电介质劣化、损伤的主要原因有那些？
3-6聚合物电介质的树枝化形式主要有那几种？它们各是什么原因形成的？
3-7均匀固体介质的热击穿电压是如何确定的？
3-8试比较气体、液体和固体介质击穿过程的异同。
3章 液体的绝缘特性与介质的电气强度
2-1电介质极化的基本形式有哪几种，各有什么特点？
2-2如何用电介质极化的微观参数去表征宏观现象？
2-3非极性和极性液体电介质中主要极化形式有什么区别？
2-4极性液体的介电常数与温度、电压、频率有什么样的关系？
2-5液体电介质的电导是如何形成的？电场强度对其有何影响？
电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。overvoltage
过电压种类
过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，
线路故障跳闸重合时引起操作过电压，造成设备事故或电网事故，其危害性较大。为消除隐患，进行分析总结，发现是电网高频震荡引发的。线路空载或带负荷正常运行时较为稳定，但线路出现瞬时故障，重合闸动作，且参数达到了谐振条件时，容易引发操作过电压。
关键词：内部过电压；高频震荡；重合闸过电压
中图分类号：TM864 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)06-0019-03
电力系统过电压会对电网带来很大威胁。过电压分为大气（雷电）过电压和内部过电压。复杂的电力系统内部过电压是有多种因素造成的，可将其分为两类：一类是由于断路器操作或故障引起，称为操作过电压，例如：切、合空载长线路过电压，切空载变压器过电压，电弧接地过电压等；另一类是由于电力系统中电感与电容参数在特定条件配合下发生谐振而引起，称为谐振过电压，例如线性谐振过电压、非线性谐振过电压、参数谐振过电压等。内部过电压通常为运行相电压幅值的2.2～4倍，对电力系统的危害很大，如果没有适当的限制措施，可能引起设备事故和电网事故。线路出现瞬时故障跳闸重合，且当电网设备的综合参数已基本达到了谐振条件时，容易引发操作过电压，可以将其定义为重合闸过电压。
1 故障跳闸后引起重合闸过电压的原因分析 假设电网接线如图1所示，甲线为双电源线路，正常时由乙站供电，带35 kV丙一站、丙二站负荷，丁站为备用电源（丙二站35 kV母线未装电压互感器，丙一站35 kV母线装有电压互感器，未装消谐装置）。
成人教育函授专科《高电压技术》复习题目
一、填空题
1、电介质极化的主要形式有 、离子式极化、偶极子式极化、夹层式极化。
2、气体游离的主要形式有 、光游离、热游离、表面游离。
3、汤逊理论认为碰撞游离和 是形成自持放电的主要因素；
4、流注理论认为碰撞游离和 是造成气隙击穿的主要原因。
5、巴申定律认为，气体的击穿电压与 和间隙距离有关。
6、纯净液体电介质的击穿理论分为电击穿理论和 理论。
7、高电压技术的研究对象是绝缘和 。
8、电气设备的预防性试验分为 和绝缘耐压试验。
9、测量介质损耗角正切值常用的仪器设备是 。
10、试品的绝缘状况良好是，其吸收比应 。
11、衡量输电线路防雷性能的两个指标是耐雷水平和 。
12、雷云对大地放电的过程分为先导放电、 、余光放电三个阶段。
13、发电厂、变电站内用来限制过电压的措施是加装 。
14、进线段保护是指在临近变电所 的一段线路上加强防雷保护措施。
15、绝缘配合的最终目的是确定设备的 。
16、电介质是具有_________ 作用材料。
17、高电压技术研究的核心内容是设备绝缘水平和系统 的协调配合。
18、极化的形式主要有电子式极化、 、偶极子式极化、夹层式极化。
19、电介质在交流电压下的损耗包括_______损耗和极化损耗两部分。
20、固体电介质的击穿形式有三种:电击穿、_______ 和电化学击穿。
21、工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续_____秒的耐压时间。
