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西北电网安柞南系统工频过电压计算分析

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电力系统工频过电压的计算与仿真项目课

电力系统工频过电压的计算与仿真项目课

电力系统工频过电压的计算与仿真项目课电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而工频过电压是电力系统中常见的一种故障。

为了更好地掌握电力系统的运行和故障处理，我们需要学习电力系统工频过电压的计算与仿真项目课。

一、计算方法电力系统工频过电压的计算方法主要有两种：解析法和数值法。

解析法是通过解析电力系统的方程组来计算过电压，适用于简单的电力系统。

而数值法则是通过计算机模拟电力系统的运行来计算过电压，适用于复杂的电力系统。

在计算过电压时，需要考虑电力系统中的各种参数，如电源电压、线路电阻、电感、电容等。

同时，还需要考虑电力系统中的各种故障情况，如短路、接地故障等。

只有全面考虑这些因素，才能准确地计算出电力系统中的工频过电压。

二、仿真项目为了更好地理解电力系统工频过电压的计算方法，我们需要进行仿真项目。

仿真项目可以通过计算机模拟电力系统的运行来实现，可以更加直观地展示电力系统中的各种参数和故障情况。

在仿真项目中，我们可以模拟电力系统中的各种故障情况，如短路、接地故障等，以及各种保护措施的应对情况。

通过仿真项目，我们可以更加深入地了解电力系统的运行和故障处理，为实际工作提供更好的参考。

三、课程意义电力系统工频过电压的计算与仿真项目课对于电力系统工程师的培养具有重要意义。

通过学习这门课程，我们可以更加深入地了解电力系统的运行和故障处理，为实际工作提供更好的参考。

同时，这门课程还可以培养我们的计算和仿真能力，提高我们的实际操作能力。

这对于我们未来的职业发展具有重要意义。

总之，电力系统工频过电压的计算与仿真项目课是一门非常重要的课程，对于电力系统工程师的培养具有重要意义。

我们应该认真学习这门课程，提高自己的实际操作能力，为电力系统的运行和故障处理做出更大的贡献。

750kV电网简介

750kV电网简介

的总电抗值；
Xd—发电机的纵轴同步电抗； Xq—发电机的横轴同步电抗；
Xd—发电机的暂态电抗。
由公伯峡电厂带750kV线路的自励磁计算
各运行方式下发电机机端到线路末端的等值阻抗
单位：pu
等值R 运行方式 方式1：公伯峡—官亭 方式2：公伯峡—官亭—兰州东，不投电抗器 方式3：公伯峡—官亭—兰州东，投高抗 方式4：公伯峡—官亭—兰州东，投高、低抗 方式5：公伯峡—官亭—兰州东，投低抗 方式6：公伯峡—官亭—兰州东，投330电抗 方式7：公伯峡—官亭—兰州东，投330电抗及高抗 方式8：公伯峡—官亭—兰州东，投330电抗及低抗 方式9：公伯峡—官亭—兰州东，三个电抗全投 0.000997 0.002394 0.002699 0.035814 0.002440 0.002419 0.005502 0.002543 3.53070 0.16103 0.61526 4.71626 0.24191 0.21197 1.61476 0.34808 等值Xc
官亭变 63kV 18.90 25.20 31.49 37.80 44.10 50.38 56.70 59.85 63.00 66.15 69.30 72.47
发电机有功 功率
0.0006 0.0011
发电机无功 功率 -2.0252 -3.6000 -5.6238 -8.0990 -11.0282 -14.3864 -18.2238 -20.3095 -22.5001 -24.8030
三、750kV电网规划
1、示范工程调试试验系统计算
2、75示范工程系统调试试验简介
3、试验中发现的问题简介
1、试验系统简介
2、自励磁计算
3、变压器短路升流试验计算
4、零起升压试验 5、工频过电压计算

电力系统中的工频过电压

电力系统中的工频过电压

其次，从机械过程来看，发电机突然甩掉一部分有功负 荷，而原动机的调速器有一定惯性，在短时间内输入给原动 机的功率来不及减少，主轴上有多余功率，这将使发电机转 速增加。转速增加时，电源频率上升，不但发电机的电势随 转速的增加而增加，而且加剧了线路的电容效应。
高电压工程基础
工频电压升高的限制措施
空载长线容升效应
工频电压升高
暂时过电压 谐振过电压 内部过电压
不对称短路
甩负荷 线性谐振
非线性谐振
参数谐振
切、合空载长线过电压 操作过电压
断路器
切空载变压器过电压
弧光接地过电压
单相接地
电力系统中的工频过电压

工频电压升高对系统中正常运行的电气设备一般没有 危险，但在超高压远距离输电确定绝缘水平时，起着 主要的作用 1）工频电压升高再叠加操作过电压 过电压幅值高 2）影响避雷器的最大允许工作电压 灭弧电压>最高 工频电压 3）持续时间长，对绝缘及运行性能有重大影响 游离、老化、污闪、干扰等 我国500kV电网:要求母线的暂态工频电压升高不超过 工频电压的1.3倍（420kV），线路不超过1.4倍 （444kV），空载变压器允许1.3倍工频电压持续1min
7.2 不对称接地引起的工频过电压



当系统发生单相或两相不对称对地短路故障时，短路 引起的零序电流会使健全相上出现工频电压升高，其 中单相接地时非故障相的电压可达较高的数值，若同 时发生健全相的避雷器动作，则要求避雷器能在较高 的工频电压作用下熄灭工频续流。 单相接地时工频电压升高值是确定避雷器灭弧电压的 依据。 在系统发生单相接地故障时，可以采用对称分量法， 利用复合序网进行分析计算非故障相的电压升高。
arctg

10kV并联电抗器合闸过电压的计算与分析

10kV并联电抗器合闸过电压的计算与分析

10kV并联电抗器合闸过电压的计算与分析印华吴高林（重庆电力科学试验研究院401123）摘要：针对某些变电站出现的对10kV并联电抗器进行合闸操作时开关柜发生爆炸的事故，本文分析了并联电抗器合闸过电压产生的原因，并用EMTP对合闸过电压进行了理论计算。

计算结果表明，真空开关合闸时发生弹跳是合闸过电压产生的主要原因，阻容吸收装置对该类过电压有较好的抑制作用。

关键词：并联电抗器；真空开关；触头弹跳1前言并联电抗器作为电网的无功补偿设备，对于稳定电压、提高供电质量有着重要的意义。

并联电抗器的投切也是电网中较为频繁的操作。

在投切电抗器的时候通常研究的是分闸时真空开关发生截流、重燃产生的过电压，而对合闸时产生的过电压研究较少[1-5]。

但是在某些变电站，对并联电抗器进行合闸操作时，发生了开关柜爆炸的事故。

为此，笔者专门针对并联电抗器合闸时产生的过电压进行了计算分析。

2并联电抗器合闸过电压产生原因分析在对电抗器进行合闸操作时，如果断路器触头同期性差，非全相合闸会产生一个电磁振荡过程，在一定的参数情况下还会产生谐振过电压。

如图1所示，A、B、C三相合闸时，如果合闸时间不一致，回路中就会存在电磁振荡的过程，如果电容和电感的匹配，还会产生谐振过电压。

图1电抗器回路示意图对于某些质量不好的真空开关，在合闸的过程中，开关触头发生弹跳（震动），也会产生过电压。

开关触头的弹跳是指开关的触头发生了一个合上以后又分开，然后又合上的过程，或者持续合上又分开直至完全合上不再分开的过程。

在这个过程中触头分开的距离不大，断口的电弧会发生重燃，截留现象，回路中会产生高频的电磁振荡，产生过电压。

3计算结果及分析利用电磁暂态仿真程序（EMTP），进行了10kV真空开关对并联电抗器进行合闸操作产生过电压的理论计算。

计算原理如下图所示。

图2计算模型计算中的主要参数如下：断路器的截断电流为3A；电抗器电感为42.5L，杂散电容取10PF，配变的入口电容100pF，配变的电感取10L。

电力系统过电压复习题目_答案

电力系统过电压复习题目_答案

电力系统过电压数值仿真计算1 我国1974年在西北地区建成刘（家峡）- 天（水）- 关（中）首条330kV输电线路，1981年建成平（顶山）- 武（昌）第一条500kV线路，2005年西北地区建设的第一条750kV 线路投入运行，交流1000kV和直流 800kV输电系统正在积极推进中。

2 电力系统电压等级的提高，意味着设备绝缘水平提高。

电力系统的绝缘包括发电厂、变电所电气设备的绝缘以及线路的绝缘。

他们在运行中除承受正常运行时的工作电压外，还将承受各类过电压，如工频过电压、操作过电压以及雷电过电压。

通常情况下，由于电力系统电磁暂态产生的过电压在确定绝缘水平中起决定性作用。

3 在电力系统中，由于断路器的操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起电网内部电磁能量的转化或传递，产生电压升高称为内部过电压。

内部过电压分为两类操作过电压、暂时过电压。

把频率为工频或接近工频的过电压称为工频过电压，它是由系统中长线的电容效应、不对称接地故障、甩负荷引起的。

对因系统的电感、电容参数配合不当，出现的各类持续时间长、波形周期性重复的谐振现象及其电压升高称为谐振过电压。

4 所谓绝缘配合，就是综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压（工作电压及过电压）、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理的确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失降低，达到在经济上和安全运行上总体效益最高的目的。

5 电力系统过电压的研究方法暂态网络分析仪（TNA）、计算机的数值计算、系统的现场实测。

6 目前在世界范围内，使用计算机数字仿真技术研究电力系统电磁暂态现象有哪些程序？EMTP、PSCAD/EMTDC（1）Dommel_Bergeron_Method编制了EMTP(Electro_Magnetic_Transient_Program)，在世界范围内获得了广泛的使用。

（2）加拿大曼尼托巴（Manitoba）直流输电研究中心开发完善并形成了PSCAD/EMTDC(Electro_Magnetic_Transients_Including_DC)，在世界范围内获得了成功的使用。

某水电站过电压计算及分析

某水电站过电压计算及分析

某水电站过电压计算及分析[摘要] 利用emtp电磁暂态计算软件，针对某水电站在不同运行方式下的主电气设备过电压进行了计算，分析了不同避雷器配置下电气设备过电压水平和绝缘裕度，提出了合理的避雷器配置方案。

[关键词] 水电站过电压计算避雷器；前言：某水电站总装机容量320mw，包括4台80mw轴流转桨机组。

机组出口电压13.8kv,经厂高变220kv电压等级送出，发电机电压回路采用发变组单元接线，升高电站侧采用双母线接线，出线两回。

通过对该水电站的过电压水平进行计算分析研究，提出限制过电压的措施，确定电站的绝缘配合原则，合理配置避雷器，选择并确定电站各设备的技术参数。

一、计算模型及参数的选取利用电磁暂态软件emtp软件建立该水电站暂态模型，并进行雷电过电压的计算。

相关的参数选取如下：（1）雷电流参数雷电流波形参数选为2.6/50us，幅值根据雷击方式有所不同。

雷击塔顶时，雷电流幅值选为150ka，雷电通道波阻抗为300ω。

雷电绕击于导线时，计算出最大绕击电流约为22.4ka。

雷电流的波形取2.6/50μs的三角波。

（2）主要电气设备参数雷电冲击波等值频率较高，在波到达变压器的瞬间，不会有电流流过电感。

所以，在电压波作用到变压器的5 us内，变压器对外的作用可以等效为一个入口电容。

在过电压计算时，变压器及变电站各主要设备均用入口电容来模拟，具体参数如表1所示。

（3）避雷器电气参数及布置线路侧、母线及主变侧避雷器型号依次为y10w-204/532、y10w5-200/520、y1.5w-144/320，具体参数见表2。

仿真模型中通过输入非线性电阻的伏安特性来模拟避雷器，动作参考电压取额定电压的2倍。

（4）典型计算条件无论是远区落雷还是近区落雷，单线单变的运行方式都是最严重的情况，在这种运行方式下雷电流经过的线路少，电容小，雷电流分流情况差，其过电压最严重。

所以，本文在不作特殊说明时，计算方式的选择为：“一线一变”。

电力系统过电压计算讲解


U (t ) Z[i (t )] U (t) Zi (t)
m
mk
k
km
i (t) 1 U (t) 1 U (t ) i (t )
km
Zk
Zm
mk
1 U (t) I (t )
Zk
其中历史电流源
k
I (t ) 1 U (t ) i (t )

4t 3t 2t t t 0
外施电源的处理 电流源：直接计入节点注入电流 电压源串联电阻：进行诺顿等效变换 电压源：将已知和未知电压节点进行分块
Y YU i
[ AA AB ][ A ] [ A ]
Y YU i
BA
BB
B
B
Y U i Y U
AA A
A
AB B
-23-
单相电磁暂态过程的元件模型
暂态过程计算的主要流程
-24-
电力系统过电压计算
概述 单相电磁暂态过程的元件模型 多相电磁暂态过程的数学模型 开关元件与非线性元件模型 初始值的确定
-25-
多相电磁暂态过程的数学模型
计算电力系统电磁暂态过程时，可能碰到耦合性元件，包括耦合性电感电路， 耦合性电容电路，耦合性电阻、电感串联电路，以及耦合性的分布参数电路， 建立这些电路的合适模型，电力系统的暂态计算才有可能更加切合实际。 •耦合性集中参数元件： 使用矩阵代替标量，即可采用和单相电路同样的通用公式来描述耦合性集中参 数元件。 •耦合性分布参数元件： 采用相模变换，将相互耦合的相量变化为相互之间独立的模量，再利用白日朗 法建立等效电路进行求解。
I (t ) 1 U (t ) i (t )
m

35kV系统过电压分析

35kV系统过电压分析姚远;王桂胜;孙文林;李学卫;冯启明【摘要】介绍35kV系统电气设备缺陷和故障,包括开关柜、电缆、电压互感器、一次熔断器损坏等,分析了35kV系统母线PT等损坏原因以及预防措施.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2011(040)002【总页数】2页(P63-64)【关键词】35kV系统过电压;原因分析;防范措施【作者】姚远;王桂胜;孙文林;李学卫;冯启明【作者单位】华能滇东第二发电厂,云南,曲靖,655507;华能滇东第二发电厂,云南,曲靖,655507;华能滇东第二发电厂,云南,曲靖,655507;华能滇东第二发电厂,云南,曲靖,655507;华能滇东第二发电厂,云南,曲靖,655507【正文语种】中文【中图分类】TM8某电厂外水源 35kV系统共两回线路,水源甲线接于厂内水源地 6kV A段,水源乙线接于厂内水源地 6kV B段,甲、乙线分别通过水源地升压变 A、升压变 B由 6kV 升至 35kV,经 35kV电缆及 35kV架空线至外水源一、二、三级泵站降压后对负荷供电,水电站通过升压变升压后接于水源甲线或乙线运行,外水 35kV系统为中性点不接地系统,如图 1所示。

故障经过:水源地水电站 35kV I段母线电压有两相降低。

且 PT柜内有放电声。

就地检查发现:35kV I段母线 W3543P柜冒烟。

然后将 35kV I段母线 W3543PT停电拉至柜外,发现 W 3543PT三相高压侧保险熔断烧毁且有短路烧伤的痕迹,B相电压互感器外壳裂开,将 35kV II段母线W3544PT停电拉至柜外,发现 W3544PT A,C相高压侧保险熔断烧毁,有短路烧伤痕迹。

更换 W 3543PT三相高压侧保险和 W 3544PT A,C相高压侧保险,在运行 30小时后,发生35kV II段 W 3543PT柜冒烟。

经检查,35kV乙线W3544PT B相烧坏,电压互感器高压熔断器发生过多次熔断,且出现了本体开裂现象。

关于向陕西榆林电网供电方式的电压计算及分析


正常时 ， 灵盐 ２ ０ Ｖ线路运行带盐池变 ２ｋ 电站 、 主 变 通 过 １０ Ｖ １ｋ Ｉ段 母 线 供 ２ １５盐 砖 线 、２ １ ２１ ２ １６盐 定 线 负 荷 ，马 盐
圈 ２ 盐池变 电站供 电网络电气 连接
１０ Ｖ线路运行 ，通过 １０ Ｖ Ｉ １ｋ １ｋ Ｉ段母线带 ｌ主变 、 主变 供盐池 地 区负荷 ，２ ０ ２ １０母联 开关热 备 ，
（） ＃ 主变 中性点接地。 ４
２ 榆 林 电 网运 行 方 式 ． ２
环网运行 供定边变 、 砖井变负荷。
砖 寨 Ｉ回、砖寨 Ｉ 回 １０ Ｖ线路并 列运 行供寨 山变 Ｉ １ｋ １０ Ｖ母线带寨杨 １０ Ｖ线路及寨 山变本地负荷 。 ｋ １ １ｋ 寨杨 ｌ０ Ｖ线路运行供杨米涧变负荷 。 １ｋ
关 向 西 林 网 方 电 计 及 析 于 陕 榆 电 供电 式的 压 算 分
变 、 变负荷 ； 靖安 另一条母 线 由陕西榆林 电网送 电 ， 靖边 供 地区负荷 。杨米涧变为农用负荷 ， 正常负荷 ３ Ｗ 左右 。靖’ Ｍ 安变为长庆油 田的用户变 电所 ， 为油井负荷， 正常时负荷为
定边变最大负荷 ： ～ ＝１＋８ Ｖ ； ｜ ｓ ４ｊ Ａ Ｍ 砖井变最大负荷 ： ～ ＝３＋ ０ Ｖ ； ． ｓ ０ ｊ Ａ ２Ｍ
王盘 山变最大负荷 ：ｓ ＝４ ｊ． ＭＶ 一 ＋１８ Ａ；
寨 山变最大负荷 ： ～ ＝２＋１．Ｍ Ａ ｜ Ｓ ８ｊ ３ Ｖ ； ０ 杨米涧变最大负荷 ： 一 ＝５ｊ．Ｍ Ａ ． ｓ ＋１ Ｖ ； ３
４ 电压计算
以下 电压计算按最大负荷考虑。
４１ 等值 电路图（ ． 见图 ３ ）
发生在 ２０ 年 ７ １ ０６ 月 ７日 １ ： ；平均负荷 为 Ｉ４７ ７ ， １４ ０ ＝６． Ａ ２

押题宝典国家电网招聘之电工类高分通关题型题库附解析答案

押题宝典国家电网招聘之电工类高分通关题型题库附解析答案单选题（共40题）1、下列关于暂时过电压的说法错误的是A.暂时过电压是一种在一定位置上的相对地或相间的过电压B.暂时过电压持续时间较短C.谐振过电压属于暂时过电压D.断路器因某种原因而突然跳闸甩负荷会产生暂时过电压【答案】 B2、对电力系统的稳定性干扰最严重的是（）A.投切大型空载变压器B.投切大型电容器C.大型发电机开停机D.发生三相短路故障【答案】 D3、进行变压器电流速断保护的灵敏度校验时，其短路电流应取（）A.小运行方式下变压器二次侧两相金属性短路时的最小短路电流B.最小运行方式下保护安装处两相金属性短路时的最小短路电流C.最大运行方式下，变压器二次侧三相金属性短路电流D.以上都不对【答案】 B4、设 S1、S2 分别为某避雷器及其保护设备的伏秒特性曲线，要使设备受到可靠保护必须（）A.S1 高于 S2B.S1 等于 S2C.S1 低于 S2D.S1 与 S2 相交【答案】 C5、电流比相式母线保护的工作原理是（）。

A.比较电流相位的变化B.比较电流大小的变化C.比较功率因数角的变化D.以上都不对【答案】 A6、三种圆特性阻抗原件中（）元件的动作阻抗与测量阻抗的阻抗角无关。

A.方向阻抗B.全阻抗C.方向阻抗继电器D.圆特效阻抗【答案】 B7、我国规划建设的首条± 1100kV 特高压直流输电工程为（）A.葛洲坝-上海直流输电工程B.云广直流输电工程C.淮东-重庆直流输电工程D.酒泉-湘潭直流输电工程【答案】 C8、电网中性点接地的运行方式对切除空载线路来说（）。

A.可以降低过电压B.没有影响C.可以升高过电压D.影响不大【答案】 A9、在正常运行及母线外部故障时，流入的电流和流出的电流的大小关系为A.二者相等B.流入的大于流出的C.流入的小于流出的D.以上都不对【答案】 A10、过电流继电器的返回系数（）A.等于0B.小于1C.等于1D.大于1【答案】 B11、电力系统的纵向故障指的是（）A.断线B.短路C.过负荷D.振荡【答案】 A12、对于一个动态电路，用状态变量法分析时，不能选作状态变量的是（）A.电感电流B.电容电压C.电阻电流D.电容电荷【答案】 C13、电力系统在运行中，突然短路引起的过电压叫做（）过电压。

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在线路较短的特殊情况下，可不考虑长线特性，略 去沿线的工频电压升高，也就不考虑电压传递系数 。 故障处的入口阻抗 Z R 了（电压传递系数 ε = 1 ） 为线路感抗和电源感抗的串联值。设 X1、X2 和 X0 为 从故障点看进去网络的正序、负序和零序电抗，并 近似地取 X1≈X2，故障点 M 在故障前的相对地电压 . 为U A0，则式 1-1 可写成
1 概述
安康电厂处于陕西安康地区汉江中下游，是该 地区唯一同西北 330kV 主网联络的主力水电厂。安 康电厂装机规模为 5 台机共 85.25 万千瓦，其中一 台 5.25 万千瓦的小机和 20 万千瓦的大机接入当地 110kV 系统，并通过一台 330/110kV 联变同 330kV 侧的三台 20 万千瓦大机联络。 由于安康地区同关中 电网之间隔有秦岭山脉，330kV 线路造价高昂，安 康电厂仅通过两回 330kV 线路同陕西关中 330kV 主 网形成薄弱联络，其中安康-（关中）南郊变线路长 度约 230 公里，存在一定程度的工频过电压隐患， 而该线路仅在南郊侧安装一台 6 万千乏的高压电抗 器。本文对西北 330kV 电网中的安康-柞水-南郊三 角环网（简称安柞南系统，如图 1 所示）中的各条 线路在发生不对称短路时的工频过电压水平进行具
• • •
I1 = I 2 = I 3 =
Z R1
E1 + Z R2 + Z R3
•
（1-1）
′ 愈高，计算工频电压所 跳闸前输送功率愈大，则 E d
用等值电势愈大，工频电压升高就愈大；二是线路 末端断路器跳闸后，空载线路仍由电源充电，线路
. . . U 1= E 1- I 1 Z R1 . . U 2= - I 2 Z R2 . . U 0= - I 0 Z R0
式中算子 α = e
° j120
线路的增长，线路电容增大，K 的绝对值减少，单 （1-5） （1-6） 相接地时非故障相的工频电压升高增大。当 K=-2 时，达到串联谐振，理论上其电压可至无穷大。实 际上，中性点不接地系统所接线路不长，零序电容 远远不会达到谐振条件。不过，若为了防雷及其他 需要，三相对地装有电容器时，仍需加以验算，防 止工频电压升高超过允许值。 （2 ） 中性点经消弧线圈接地 所谓消弧线圈就是接于系统中性点与地之间 的一个电感线圈 L，用以补偿零序电容。当 L 的感
体的计算分析，并得出相关结论。
2 理论基础
电力系统内部过电压系指电力系统中由于断路 器操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化， 引起电网内部电磁能量的转化或传递所造成的电压 升高。 内部过电压分两大类：因操作或故障引起暂态 电压升高，称操作过电压；因系统的电感电容参数 配合不当，出现各种持续时间很长的谐振现象及其 电压升高，称谐振过电压。 内部过电压的能量来源于电网本身，所以它的 幅值与电网工频过电压基本上成正比。一般将内部 过电压与电网最高运行相电压幅值之比，称为内部 过电压倍数 Kn。用此倍数表示内部过电压的大小。
愈长，电容效应愈显著，工频电压愈高；三是原动 机的调速器和制动设备具有惰性，甩负荷后不能立 即收到调速效果，使发电机转速增加（飞逸现象） ， 造成电势和频率都上升的结果，于是网络工频电压 升高就更严重。 不对称短路是输电线路中最常见的故障形 式，在单相或两相不对称对地短路时，非故障相的 电压一般说将会升高，其中单相接地时非故障相的 电压可达到较高的数值。特殊情况下，两相短路接 地也会出现较高的数值，但概率较小。此外，单相 接地时的工频过电压水平是确定阀式避雷器灭弧电 压的依据。 单相接地故障时，故障点三相电流和电压是 不对称的， 为计算非故障相电压升高的方便,可采用 对称分量法，通过复合序网络进行分析。
中国• 海南
中国科协 2004 年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会 2004 年学术年会论文集
505
条件和保护效果。例如避雷器最大允许工作电压是 由工频电压升高决定的，如要求避雷器最大允许工 作电压较高，则其冲击放电电压和残压也将提高， 相应地，被保护设备的绝缘强度亦应随之提高。再 如，断路器并联电阻因工频电压升高而使断路器操 作时流过并联电阻的电流增大，并联电阻要求的热 容量亦随之增大，造成低值并联电阻的制作困难； （3）工频电压升高持续时间长，对设备绝缘及其 运行性能有重大影响。例如，油纸绝缘内部游离， 污秽绝缘子闪络、铁芯过热、电晕及其干扰等。 通常合闸后 0.1 秒时间内出现的电压升高叫作 操作过电压。往后，0.1 秒至 1 秒时间内，由于发
YU Zheng （State Power North West Power Grid，Xi’an 710004，Shaanxi Province China）
ABSTRACT: Power frequency over voltage has deep influence on power system running reliability. Installing shunt reactor can limit power frequency over voltage. Using PSASP to analyze the power frequency over voltage of north west power grid Ankang-Zhashui-Nanjiao area system, concludes that shunt reactor and over voltage relay protection should be installed. KEY WORDS: Power system； Frequency over voltage 图 1 安康-柞水-南郊三角环网示意图
= U A0 式中
K −1 K −1 1+ + K +2 K + 2
α= 3
1+ K + K2 称为接地系数。 K +2
3
计算条件和计算内容
计算条件：中国电力科学研究院电力系统综合
现按电网不同的中性点运行方式，分析非故障相的 电压升高。 （1） 性点不接地系统 当线长在 1500kM 以内时，其零序电抗必为负 值，而其正序电抗必为正值，故 K 值必为负值。当 线长在 200kM 以内，K 值约为-40 左右，单相接地时 非故障相的工频电压升高约为 1.1 倍线电压。随着
. . X − X1 • 2 U A0 U B= α U A0- 0 2X1 + X 0
•
（1-8）
2 •
考虑到故障前故障点 B 相对地电压 U B 0 = α U A0 ， 故:
• • K −1 • U A0 = U B 0 + ∆ U （1-9） U B = U B0 − 2+K • K −1 • U A0 式中 ∆ U = − 2+K • •
摘要： 电力系统工频过电压对电网的安全可靠运行影响很 大。为了限制和降低系统工频过电压水平，在电网中可以加 装高压电抗器，其运行状态对系统的工频过电压有着直接的 影响。通过中国电力科学研究院电力系统综合分析程序 （PSASP）对西北 330kV 电网中的安康-柞水-南郊三角环网 中的工频过电压水平进行了具体的计算分析，建议安康-南 郊线路安康电厂侧应装设线路高压电抗器及过电压保护装 置。 关键词：电力系统；工频过电压
同理， （1-10） 非故障相电压的数值可利用余弦定理求得：
U B = U C = U A0 ∆U ∆U D 1+ U − 2 U cos 120 A0 A0
2
2
U C = U C0 + ∆U
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当线路末端发生接 （1-11） 电压升高在 0.75 倍线电压以下。 地时， 故障点非故障相电压上升要比首端接地时高， 这是因为从末端看去的 K 值比之从首端看去的 K 值 要大些。
Kn 值与电网结构、系统中各元件的参数、中性点运
行方式、故障性质及操作过程等因素有关，并具有 明显的统计性。 电力系统在正常或故障时可能出现幅值超过最 大工作相电压、 频率为工频或接近工频的电压升高， 统称工频电压升高。 工频电压升高本身对系统正常绝缘的电气设备 一般是没有危险的，但在超高压远距离输电确定系 统绝缘水平时，却起着重要的作用，必须予以充分 重视。因为: （1） 工频电压升高的大小将直接影响操作过电 压的幅值； （2） 工频电压升高的大小将影响保护电器的工作
. . . I 1= I 2= I 0=
X0 X1
U A0 J (2 X 1 + X
•
0
)
（1-7）
令K =
1 （C0 =为每相零序电容）时，网络处于 3ωC0 1 时为欠补偿，K 可接 全补偿运行，K=∞；XL＞ 3ωC0 1 时为过补偿，K 可接近+ XL= 障相电压将升至线电压。 （3） 性点直接接地或经低阻抗接地 中性点直接接地或经低阻抗接地的系统的零 序电抗是感抗，因此，K 值是正的。非故障相的电 压随着 K 值的增大而上升。高压和超高压系统采取 中性点直接接地方式，110～220kV 系统由于继电保 护、系统稳定等方面的要求，需限制不对称短路电 流，要选用较大的 K 值，一般 K≤3，其非故障相电 压升高不大于 1.4 倍相电压（约 0.8 倍线电压） 。 330kV 及以上的电力系统，为了降低过电压值，不 采取限制短路电流的措施，而是将全部变压器中性 点接地，其 K 值较小，K=1.5～2.5，这样非故障相
′ 尚保持 电机自动电压调整器的惰性， 发电机电势 Ed ′ 的基础上再加上空载线路的电容效应所 不变， 在 Ed
我们已知长线路上各点电压是不相等的，设线路上 引起的工频电压升高，总称为暂态工频电压升高。 某点 M 处 A 相接地，如图二所示，根据故障点的 A . . . 时间再长，发电机自动电压调整器发生作用，母线 相电压 U A=0，非故障相的故障电流 I B=0， I C=0， 电压逐渐下降， 在 2～3 秒以后， 系统进入稳定状态， 的条件，按对称分量关系可作出图三所示的复合序 . 网络。其中， 1 为故障点 M 在故障前的对地零序正 E 这时的工频电压升高为稳态工频电压升高。对于过 序电压， Z R1、 Z R2、 Z R3 分别为从故障点望入（电 . 电压防护和绝缘配合影响大的是暂态工频电压升 源电势短接）的正序、负序、零序入口阻抗， 1 U . . . . . 高。稳态工频电压升高则对系统的并列、电气设备 和 I 1、U 2 和 I 2、 U 0 和 I 0 分别为故障点的正序、 的老化、游离等影响较大。 负序、零序电压和电流。可得： 产生工频电压升高的主要原因是空载线路的 电容效应、发电机突然甩负荷、不对称接地故障。 输电线路具有分布参数，但在距离较短的情况 下，工程上可用集中参数电感 L 和电容 C 来代替。 由于空载线路的工频容抗 XC 大于工频感抗 XL，因此 在电源电势 E 的作用下，线路中的电容电流在感抗 上的压降 UL 将使容抗上的电压 UC 高于电源电势，