(实验)空载长线路电容效应引起的工频过电压
过电压实验
过电压与接地技术
实验报告
题目名称：500kV空载长线路的容升效应及限制措施姓名：
学号：
班级：200级班
指导教师：刘渝根
重庆大学电气工程学院
2012年6月
长线路空载容升电压升高实验过程
未接并联电抗器的等效电路
电抗参数设置
线路波阻抗
电压
波形
升高后电压795，升高倍数k=795/408,248=1.9 2，采取措施，末端并联电抗器后
等效电路图
并联电抗器
波形
升压后电压596kv，升压倍数为k=596/408.248=1.2599
实验分析
线路末端并联电抗器有效降低过电压幅值，之前1.9倍降为1.25倍，比较有效的措施
实验心得体会
做ATP程序仿真要学会各电力设备在不同过电压情况下所采用的仿真模型；ATP 程序的使用在于多练习，各元件模型的使用以及参数设置，仿真中遇到错误问题的解决都在不断使用中得以掌握，通过自己摸索，逐渐掌握了ATP的一些基本操作，加深了对过电压的理解。
高电压技术综合作业2(解答)
五、计算题 36．某无避雷线的线路高hd=10m，当线路杆塔遭受雷击， 测得雷电流幅值为I=50kA，若取波头时间为τ=2.6μs，试求雷 电流的平均陡度及导线上感应过电压的大小。
U gd hd
37．某变电所高压母线上接有两条波阻抗为Z1=500Ω的 架空线路和一条波阻抗为Z2=50Ω的电缆线路，现有一 幅值为U0=1000kV的直角电压波沿其中一条架空线路侵
19．全绝缘变压器的中性点绝缘水平与绕组的绝缘水平_______。
20．空载线路电容效应引起的工频过电压与线路的长度及电源 的_________________有关。
21．中性点不接地系统发生单相接地时产生间隙性电弧过电压 的根本原因是接地点存在______。
22．将电压大小为U的电源投至具有残压U0的空载线路时， 合闸后线路振荡电压最大幅值可达_______________。
2. 节点A处的电压反射波与电流反射波；
3. 串联电阻上流过的电流和消耗的功率。
U1q=U0
UB
Z1
2U1q R
Z2
Z2
2 1000 500 550
50
50
90.91(kV)
UA
Z1
2U1q R
Z2
(R
Z2)
2 1000 500 550
50
(550
50)
1090.91(kV)
(1)U2q=UB=90.91(kV), I2q=U2q/Z2=90.91/50=1.82kA
(2)U1f=UA-U1q=1090.91-1000=90.(931)(IkRV=()UA-UB)/R=1.82(kA) I1f=-U1f/Z1=-90.91/500=-0.18kA PR=(UA-UB)2/R=1818.18(kW)
工频过电压仿真测量
实验六 工频过电压仿真测量预习要求1．熟悉三相线路正序、负序、零序的概念及有关计算。
2．熟悉长线路电容效应的原理及长线方程、传递系数的概念和有关计算。
3．熟悉单相接地系数的概念及有关计算。
4．初步了解ATP-EMTP 软件。
一．实验目的1．加深理解空载长线路工频电压升高的原因及其改善措施。
2．掌握使用开路试验和短路试验测量输电线路参数的方法。
3．学习了解ATP 软件及其基本使用方法。
二．实验内容1．仿真长线的开路试验和短路试验，求取给定线路的正序、负序、零序参数，包括1L '、2L '、0L '和1C '、2C '、0C '。
2．仿真测定空载长线路电容效应过电压：1）在无限大电源条件下仿真测定给定线路的传递系数。
2）在有限大电源条件下仿真测定给定线路的传递系数和电压升高倍数。
3）在有限大电源条件下仿真测定给定线路首端、末端和其它位置分别补偿电抗器情况下的传递系数和电压升高倍数。
3．仿真测定给定线路末端单相接地系数。
4．将仿真测量的结果与依据线路参数计算的结果进行比较和分析。
三、实验说明1． A TP-EMTP 仿真软件EMTP （Electro-Magnetic Transient Program ）是一种主要应用于电力系统电磁暂态分析的计算程序，也可以理解为一种模型算法，即针对电力系统中各种复杂电磁暂态现象的模拟，提供基础的器件模型，用户可根据实际问题合理选用，从而实现对于实际系统的仿真计算。
EMTP 程序中使用的许多模型或模块，都经过了实际线路的实验验证，因而这种方法是当前电力系统暂态分析研究中广泛采用的一种方法。
基于EMTP 思想发展出的程序很多，除本实验所用的ATP 外，还有pscad/emtdc, Netomac, PSIM, Microtran ，DCG/EPRI EMTP ，EMTP/RV 等。
本实验使用A TP-EMTP 软件，模拟一套单机系统，如图6-1所示，包括三相电源、三相线路、以及三相补偿电抗器，要求模拟完成（仿真计算）该系统本实验内容中指定的测量。
空载长线路的电容效应2021精选PPT
空载长线路的工频电压升高尤其在超高压系统中是一个 重要的课题
4
均匀长线及其稳态解
已知边界条件为首端 U I((xx))Zc1Chsxhx ZcChsxhxU I11 已知边界条件为末端 U I((xx))Z1cCshxhx ZcCshhxxU—电容”效应 对于超高压空载长线路，由于输电线路电压等级高，传送距离长达几百km。
空载时线路上的各点电压 按余弦分布 空载长线路的工频电压升高尤其在超高压系统中是一个重要的课题 正弦交流电源作用下，由于UL、UC反相，且UC>UL，则电容上的压降大于电源的电动势 电源容量越小，即内电抗Xs越大，末端电压升高越严重。 空载时线路末端电压升高与线路长度的关系
高电压技术
空载长线路的电容效应
1
工频过电压—空载长线路的电容效应
对于一般电压等级的输电线路，传输距离不太长时， 可以用集中参数T型或Π型等值电路表示。
对于超高压空载长线路，由于输电线路电压等级高， 传送距离长达几百km。研究这种空载长线路电容效 应引起的工频电压升高时，就需要采用分布参数模 型。
工频过电压—空载长线路的电容效应
集中参数电路中的“电感—电 容”效应
在 R-L-C 串 联 回 路 中 电 路 ， 若 R<<1/(C)、L，且1/C>L
正弦交流电源作用下，由于UL、 UC 反 相 ， 且 UC>UL ， 则 电 容 上 的
压降大于电源的电动势
单相输电线路的 集中参数等值电路
j L0C0
1 R0
jL0
ZC：输电线路波阻抗
ZC
R0 jL0 G0 jC0
复数
5
均匀长线及其稳态解
高电压技术模拟习题(附答案)
高电压技术模拟习题（附答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.空载长线电容效应引起的工频过电压电路中将流过感性电流。
（）A、正确B、错误正确答案：B2.空载线路合闸过电压包括正常空载线路合闸过电压和重合闸过电压。
（）A、正确B、错误正确答案：A3.球隙中的电场在任何条件下都为稍不均匀电场。
()A、正确B、错误正确答案：B4.冲击电压穿试验时，将50%的概率能使间隙击穿的电压值作为该间隔隙的冲击电压击穿值。
()A、正确B、错误正确答案：A5.试验变压器的容量一般很大，连续运行时间也很长。
()A、正确B、错误正确答案：B6.对地放电过程中，放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。
因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线，由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来，这就是感应过电压，它包含静电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。
()A、正确B、错误正确答案：A7.环境湿度对固体介质表面电阻没有影响。
(）A、正确B、错误正确答案：B8.采用带并联电阻的断路器时，并联电阻器阻尼振荡作用，可有效降低空载线路合闸过电压。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.当变压器高压绕组是中性点接地的星形接线时，都可看作与单相绕组的波过程相同。
()A、正确B、错误正确答案：A10.汤逊理论的基本观点包括：电子碰撞电离是气体放电时电流倍增的主要过程，而空间光电离是维持放电的必要条件。
()A、正确B、错误正确答案：B11.ZnO阀片在相电压下流过的电流数量级为10⁵A。
()A、正确B、错误正确答案：A12.电晕放电是极不均匀电场特有的自持放电形式。
()A、正确B、错误正确答案：A13.电力电缆的泄漏电流测量，同直流耐压试验相比，尽管它们在发现缺陷的作用上有些不同，但实际上它仍然是直流耐压试验的一部分。
()A、正确B、错误正确答案：A14.对于单根避雷线的高压输电线路，避雷线的保护角a一般20°~40°。
《高电压技术》全书练习题-学生版tq -胡国根版
第一章雷闪过电压一、填空题：1.雷闪放电有三个阶段，即先导放电、主放电、余晖放电。
2.雷电流多为负极性。
3。
雷电流幅值概率lgP= .4.评定雷电活动强度的指标是和。
5.雷暴日是指。
6. 雷电日（雷电小时）表示的强度，地面落雷密度表示的频繁程度。
7。
雷过电压包括和.8。
冲击过电压是指作用时间很的变化的过电压。
二、选择题:1.雷闪放电过程中， B 阶段的放电电流最大。
A. 先导放电B. 主放电C。
余辉放电2。
我国电力设备过电压保护设计技术规程建议采用对地闪络密度（地面落雷密度）N g 为 B 次/(km·TD)。
A。
0。
015 B。
0。
025C。
0.035 D.0.0453．以下四种表述中，对波阻抗描述正确的是( )。
A。
波阻抗是导线上电压和电流的比值B. 波阻抗是储能元件,电阻是耗能元件，因此对电源来说，两者不等效C.波阻抗的数值与导线的电感、电容有关，因此波阻抗与线路长度有关 D。
波阻抗的数值与线路的几何尺寸有关4.表示某地区雷电活动强度的主要指标是指雷暴小时与( ）。
A. 耐雷水平B. 雷暴日C. 跳闸率 D。
大气压强5. 我国国家标准规定的雷电冲击电压标准波形通常可以用符号( )表示。
A.（1.2±30％)μs B。
(50±30％)μsC。
1。
2/50μs D。
(1。
2±20%)μs第二章防雷保护装置一、填空题1.避雷针由、和组成.2。
对避雷针、避雷线的要求是、。
它们的作用是. 3。
避雷线的保护角是指。
一般取度，220~ 330kV 的线路保护角取度，500kV 线路保护角度。
4。
避雷器类型有、、、。
5。
避雷器的作用是限制过电压和过电压，保护电气设备不受过电压的侵害。
6.对避雷器的要求是①②③④。
7.阀型避雷器又称作避雷器，其阀片电阻具有（阀性)。
8。
阀型避雷器阀片的作用是、、。
9。
ZnO 避雷器英文缩写为,它的优点有、、、。
10.接地装置可分为接地、接地、接地、接地。
高电压技术简答题(重点理论)
③线路接好后，可按顺时针方向转动摇把，摇动的速度应由慢而快，当转速达到每分钟120转左右时（ZC-25型），保持匀速转动，并且要边摇边读数，不能停下来读数。
1.汤逊放电理论
汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。它只适用于低气压、短气隙的情况。
2.流注放电理论
气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。
③防止雷击闪络后建立稳定的工频电弧；
④防止工频电弧后引起中断电力供应。
15.避雷线架设问题
35kV及以下线路一般不全线架设避雷线的原因：
①绝缘水平低，容易遭“反击”；
②35kV及以下系统采用中性点非有效接地方式，一相接地故障的后果并不严重；
③一相接地后，起相当于避雷线的作用。
16.发电厂、变电所防直击雷的基本原则
(4)引起波的衰减与变形。由于电晕要消耗能量，消耗能量的大小又与电压的瞬时值有关，故将使行波发生衰减的同时伴随有波形的畸变。
13.阀式避雷器的结构及作用
阀式避雷器是由装在密封瓷套中的多组火花间隙和多组非线性阀片电阻串联组成。它分普通型和磁吹型两大类。阀式避雷器是发电厂、变电所中设备对侵入波的主要防护装置。
防护措施：为了对付这种过电压，最根本的防护方法就是不让断续电弧出现，这可以通过改变中性点接地方式来实现。
高电压技术测试题含参考答案
高电压技术测试题含参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.在一般情况下，介质损耗tang试验主要反映设备绝缘的整体缺陷，而对大容量设备局部缺陷反映不灵敏。
()A、正确B、错误正确答案：A2.氧化锌避雷器的优点是陡波响应能得到大大改善。
()A、正确B、错误正确答案：A3.电晕放电具有化学效应、热效应、高频脉冲等效应。
()A、正确B、错误正确答案：A4.降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防绕击的有效措施。
()A、正确B、错误正确答案：B5.球隙中的电场在任何条件下都为稍不均匀电场。
()A、正确B、错误正确答案：B6.中性点经消弧线圈接地通常采用的运行方式为过补偿状态，一般调节在10%～20%范围内。
（）A、正确B、错误正确答案：B7.当线路上接有电磁式电压互感器时，可以降低切空线过电压。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.对固体介质，表面吸附水分和污秽存在表面电导，受外界因素的影响很大。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.冲击电压下气隙的击穿电压值指长时间作用在气隙上能使其击穿的最低电压。
()A、正确B、错误正确答案：B10.垂直和水平接地体的根数越多，接地电阻就越大。
()A、正确B、错误正确答案：B11.当有机绝缘材料由中性分子构成时，不存在偶极子极化，这类材料主要是电导损耗，Tanδ小。
（）A、正确正确答案：A12.西林电桥只允许反接线的情况。
()A、正确B、错误正确答案：B13.在电场作用下，能在各种电工频率及各种电介质中发生，不消耗能量的极化为离子式极化。
(）A、正确B、错误正确答案：B14.气隙的伏秒特性主要用于比较不同设备绝缘的稳态击穿特性。
()A、正确B、错误正确答案：B15.当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。
()A、正确B、错误正确答案：A16.油纸绝缘在直流电压下的击穿电压比工频电压(幅值)高。
工频过电压试验
E 1 I1 0
由于线路末端空载，则 I 2 0 ，可得
cos l1 jX s sin l1 1 j Zc
jZc sin l1 1 1 cos l1 jX P
电抗器的感性无功功率部分地补偿了线路的容性无功功率，相当于减 小了线路长度，降低了末端电压升高。
1、试验原理
并联电抗器的补偿度
并联电抗器的容量与线路充电功率之比值
1 K B QL / QC 2 LC
在超高压线路中，KB 一般取为40%~80%
1、试验原理
D、不对称短路引起的工频电压升高
I2
2
－
U2
矩阵表示为
U 0 1 I 0 0 jX S U1 1 1 I1 0 cos l jX S 1 1 j Z sin l C jZC sin l U 2 cos l I 2
1、试验原理
A、线路的容升效应
对于集中参数R-L-C串联电路
R
＋
L
E －
C
当
就是集中参数电路的“电感－电容”效应，简称
1 1 L时，可得 U R ， C C
C U L
U ，C
E
，这
“电容效应”。
1、试验原理
对于均匀无损长线
x
dx L0 dx
C0 dx
cos x U ( x) j 1 sin x I ( x) ZC
500kV蓄北线因空载长线路电容效应引起的工频过电压分析与对策
500kV蓄北线因空载长线路电容效应引起的工频过电压分析与对策摘要：分析了空载长线路电容效应产生原因，对工频过电压升高进行了理论计算，并对其影响因素及应对措施进行了分析。
关键词：工频过电压；电容效应；空载长线；理论计算Abstract: the author analyzes the idling long the capacitance effects reason, thanked the increased frequency theory overvoltage calculation, and its influencing factors and its measures are analyzed.Keywords: industrial frequency overvoltage; Capacitance effects; No-load long term; Theoretical calculation1 引言电力系统的内部过电压的能量来源于系统本身的系统参数变化或配合不当，所以其幅值于系统标称电压成正比。
一般将内部过电压幅值与系统最高运行相电压幅值之比，称为内部过电压倍数Kn，表征过电压的高低。
内部过电压分为两大类，即因操作或故障引起的瞬间电压升高，称为操作过电压；因系统本身的电感、电容等参数配合不当,在瞬间过程完毕后出现的稳态性质的工频电压升高或谐振现象，称为暂时过电压。
暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压。
2 工频过电压电力系统中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，因此又称工频电压升高。
工频过电压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。
原因有以下几点：工频电压升高的大小将直接影响操作过电压的幅值；工频电压升高的大小影响保护电器的工作条件和保护效果，例如避雷器的额定电压是由工频电压升高决定的；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。
第9章 电力系统内部过电压
高电压技术
实际上，回路存在电阻与能量损耗，振荡将 是衰减的，通常以衰减系数 来表示。当为工频 交流电源时，有：
uc Em (cos t e cos 0t )
其波形见图9-5（b）
t
第九章 电力系统内部过电压
高电压技术
以上是正常合闸的情况，空载线路上没有
第九章 电力系统内部过电压
Байду номын сангаас 高电压技术
目前限制切空载变压器过电压的主要措施
是采用避雷器。切空载变压器过电压幅值虽较 高，但持续时间短，能量不大，用于限制雷电 过电压的避雷器，其通流容量完全能满足限制 切空载变压器过电压的要求。避雷器应接在断 路器的变压器侧，保证断路器开断后，避雷器 仍留在变压器连线上。此避雷器在非雷雨季节
设定断路器开断过程中的重燃和熄弧时刻，
以导致形成最大过电压为条件进行分析。
图9-2
切除空载线路过电压的形成过程
第九章 电力系统内部过电压
高电压技术
二、影响因素和限制措施 首先，断路器触头重燃及电弧熄灭有明显 随机性。 其次，电力系统中性点接地方式对切空载
线路过电压也有较大影响 。
另外，当母线上有其他出线时，相当于加
均分配在三相对地电容中，形成电压的直流分量q/（3C0）=-1。 于是熄弧后，导线对地电压由各相电源电压叠加直流电压而成。 B、C相电源电压为-0.5，叠加后为-1.5，A相电源电压为1，叠加 后为零。因而，熄弧前后各相对地电压不变，不会引起过渡过程。
图9-10
单相接地电路图及相量图
第九章 电力系统内部过电压
时燃时灭时，这种间歇性电弧接地使系统工作状态时
刻在变化，导致电感电容元件之间的电磁振荡，形成
高电压技术考试题含答案
高电压技术考试题含答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.杂质含量增大（介质的含水量），液体电导和固体体积电导明显减小。
(A、正确B、错误正确答案：B2.经耐受105℃的液体介质浸渍过的纸、纸板、棉纱等属于B级绝缘材料。
()A、正确B、错误正确答案：B3.球隙测压器是唯一能直接测量高达数兆伏的各类高电压峰值的测量装置。
(A、正确B、错误正确答案：A4.两根导线靠得越近，导线间的耦合系数就越大。
( )A、正确B、错误正确答案：A5.在不影响设备运行的条件下，对设备状况连续或定时自动地进行监别，称为在线能期( )A、正确B、错误正确答案：A6.工程上有时要设法通过增加绝缘电阻以改普电压分布。
(）A、正确B、错误正确答案：B7.亲水性介质的表面电导通常大于憎水性介质。
(，A、正确B、错误正确答案：A8.测量变压器绝缘电阻和吸收比(或极化指数),是检查变压器绝缘状态相对比较的复杂方法。
( )A、正确B、错误正确答案：B9.电压互感器铁磁谐振过电压属于操作过电压。
（）A、正确B、错误正确答案：B10.采用固体电介质作电气设备的内部绝缘，长时间工作不会发生老化现象。
()A、正确B、错误正确答案：B11.在不均匀电场中增加介质厚度可以明显提高击穿电压。
()A、正确B、错误正确答案：B12.油隙绝缘中，电极表面加覆盖层能提高击穿电压的原因是：限制泄漏电流和杂质小桥的形成。
( )A、正确B、错误正确答案：A13.中性和弱极性液体和固体介质损耗大小随温度的升高而升高。
(）A、正确B、错误正确答案：A14.污闪电压将随表面电导率的增大而增大。
( )A、正确B、错误正确答案：B15.重合闸过电压不是合闸过电压中最严重的一种。
（）A、正确B、错误正确答案：B16.当气隙距离不很大(S<0.5m)时，沿面闪络电压大体上与沿面闪络距离成正比。
( )A、正确B、错误正确答案：A17.变电所中变压器到避雷器的最大允许电气距离与变压器的冲击耐压值成正比。
高电压技术模拟试题(含参考答案)
高电压技术模拟试题（含参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.输电线路防雷性能的优劣，工程上主要用耐雷水平和绕击率两个指标来衡量。
()A、正确B、错误正确答案：B2.空载长线电容效应会引起末端电压降低。
（）A、正确B、错误正确答案：B3.氧化锌避雷器的优点是陡波响应能得到大大改善。
()A、正确B、错误正确答案：A4.固体热击穿电压会随周围媒质温度的上升而下降。
()A、正确B、错误正确答案：A5.一般中性介质的表面电导最小，极性介质次之，离子介质最大。
（）A、正确B、错误正确答案：A6.降低接地电阻可以有效地减小塔顶电位和减小耐雷水平。
()A、正确B、错误正确答案：B7.电极的表面状况和空气中的导电微粒，对空气间隙的击穿电压没有影响。
()A、正确B、错误正确答案：B8.电力设备中用的绝缘油一般为矿物油。
()A、正确B、错误正确答案：A9.对于同结构的杆塔山区的绕击率大于平原地区的绕击率。
()A、正确B、错误正确答案：A10.SF₆气体不适用于均匀电场和稍不均匀电场，适用于极不均匀电场。
()A、正确B、错误正确答案：B11.雷击线路附近地面时，导线上的感应雷过电压与导线悬挂高度成反比。
()A、正确B、错误正确答案：B12.行波沿线路传播时，其波形和大小保持不变一直传播下去。
()A、正确B、错误正确答案：B13.决定雷电流波形的主要参数是幅值和陡度。
()A、正确B、错误正确答案：B14.直流电源的作用下，流过介质的总电流中，快速衰减的电流为电容电流，缓慢衰减的电流为吸收电流衰减快，电导电流基本不变。
(）A、正确B、错误正确答案：A15.若导线上前行波与反行波同时存在时，则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗()。
A、正确B、错误正确答案：A16.直流电压下的污闪电压最低。
()A、正确B、错误正确答案：A17.测量电气设备的绝缘电阻时一般要加直流电压，绝缘电阻与温度没有关系。
()A、正确B、错误正确答案：B18.运行中的绝缘子应能在正常工作电压和一定幅值的过电压下可靠工作。
高电压技术模拟试题及参考答案
高电压技术模拟试题及参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.杂质含量增大（介质的含水量），液体电导和固体体积电导明显减小。
(A、正确B、错误正确答案：B2.油纸绝缘在直流电压下的击穿电压比工频电压(幅值)高。
()A、正确B、错误正确答案：A3.球隙中的电场在任何条件下都为稍不均匀电场。
( )A、正确B、错误正确答案：B4.感应雷过电压，它的形成机理与直接雷击过电压完全相同。
()A、正确B、错误正确答案：B5.固体电介质不均匀电场的击穿电压高于均匀电场的击穿电压。
( )A、正确B、错误正确答案：B6.当电介质发生极化化后，其内部电荷是正电荷数大于负电荷数。
A、正确B、错误正确答案：B7.当有机绝缘材料由中性分子构成时，不存在偶极子极化，这类材料主要是电导损耗，Tanδ小。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.感应过电压会对35kV线路的绝缘造成危害主要表现为形成电晕放电现象。
( )A、正确B、错误正确答案：B9.产生切除空载变压器过电压的根本原因是断路器的多次重燃和熄弧。
（）A、正确B、错误正确答案：B10.不论在均匀电场中还是不均匀电场中，随着温度的上升，冲击击穿电压均单调地稍有下降。
( )A、正确B、错误正确答案：A11.接地装置的冲击接地电阻与工频接地电阻两者大小无法确定。
(A、正确B、错误正确答案：B12.波阻抗不是储能元件。
( )A、正确B、错误13.直流电压下的污闪电压最低。
( )A、正确B、错误正确答案：A14.不均匀介质的绝缘结构中，极化过程较缓慢需消耗能量的的极化为夹层式极化。
〔）A、正确B、错误正确答案：A15.输电线路的防雷措施中，对同塔双回供电需要采用平衡绝缘方式。
()A、正确B、错误正确答案：B16.气隙的伏秒特性主要用于比较不同设备绝缘的稳态击穿特性。
( )A、正确B、错误正确答案：B17.经耐受105℃的液体介质浸渍过的纸、纸板、棉纱等属于B级绝缘材料。
工频过电压
5.1.4 甩负荷时引起的工频电压升高
当输电线路在传输较大容量时，断路器因某 种原因而突然跳闸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ掉负荷时，会在原动机与发 电机内引起一系列机电暂态过程，它是造成工频 电压升高的又一原因。
返回
5.1.5 工频电压升高的限制措施
在考虑线路的工频电压升高时，如果同时计及空 载线路的电容效应、单相接地及突然甩负荷等三种 情况，那么工频电压升高可达到相当大的数值。 实际运行经验表明 在一般情况下，220kV及以下的电网中不需要采取 特殊措施来限制工频电压升高 在330～500kV超高压电网中，应采用并联电抗器 或静止补偿装置等措施，将工频电压升高限制到 1.3～1.4倍相电压以下
操作过电压是叠加在工频电压升高之上的，从而 达到很高的幅值。
（2）它的大小会影响保护电器的工作条件和保护效果 避雷器的最大允许工作电压是由避雷器安装处工频 过电压值来决定的。如工频电压过高，避雷器的最大 允许工作电压也越高，避雷器的冲击放电电压和残压 也将提高，相应被保护设备的绝缘水平要随之提高
(3）持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有重大影 响
返回
小 结
工频过电压在超高压输电时必须引起重视。
工频过电压的产生由空载长线的电容效应，不对称
短路和甩负荷引起的工频电压升高。
超高压电网中,工频过电压的限制可采用并联电抗
器和静止补偿装置。
返回
例如引起油纸绝缘内部电离,污秽绝缘子闪络,铁 心过热,电晕等
返回
5.1.2 空载线路电容效应引起的工频过电压
一般R要比XL和XC小得多,而空载线路的工频容抗要 大于工频感抗。从相量图可以看出，线路上容抗 上的电压将高于电源电动势。
返回
5.1.3 不对称短路引起的工频电压升高
(实验)空载长线路电容效应引起的工频过电压
空载长线路电容效应引起的工频过电压一、实验目的（1）了解空载长线路电容效应引起工频电压升高的原因（2）掌握Probe Volt （节点电压测量仪）的设置和PlotXY 的使用方法（3）掌握空载长线路的电容效应引起工频电压升高的仿真分析方法。
（4）了解并联电抗器对线路电容的补偿作用。
二、实验原理（1）空载长线路的电容效应引起工频电压升高的原因输电线路具有分布参数的特性，但在输送距离较短的情况下，工程上可用集中参数的电感L 、电阻r 和电容C 1、C 2所组成的π型电路来等值，如图1（a ）所示。
一般线路等值的容抗远大于线路等值的感抗，则在线路空载（02=•I ）的情况下，在输电线路首端电压•1U 的作用下，可列出如下电路回路方程为 •••••••++=++=22221C L C L r I jX I r U U U U U以•2U 为参考向量，可画出图1（b ）所示的相量图。
由相量图分析可知，空载线路末端电压•2U 高于线路首端电压•1U ，这就是所谓空载线路的电容效应而引起的系统工频电压升高。
（a ） （b ）图1 输电线路集中参数PI 型等值电路及其相量图（a ）等值电路；（b ）相量图若忽略r 的作用，则有)221C L C L X X I j U U U －（••••=+= L U U U +=12即由于电感与电容上压降反相，且线路的容抗远大于感抗，使L U U ＞2，而造成线路末端的电压高于首端的电压。
随着输电线路电压等级的提高，输送距离变长。
分析长线路的电容效应时，需要采用分布参数电路。
（原理同前面相似，由于计算繁琐，此不再赘述）（2）并联电抗器的补偿作用为了限制空载长线路的工频电压升高，在超、特高压系统中，通常采用并联电抗器的措施。
这是因为其电感能补偿线路的对地电容，减小流经线路的电容电流，削弱了线路的电容效应。
并联电抗器可以接在长线路的末端，也可接在线路的首端和输电线的中部。
随着安置地点不同，沿线电压分布也不同，总的趋势是使线路上电压分布趋于均匀和低于容许值。
高电压技术判断习题库及参考答案
高电压技术判断习题库及参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1、抑制空载变压器分闸过电压的措施包括在断路器的主触头上并联一线性或非线性电阻。
( )A、正确B、错误正确答案：A2、变压器油一般为强极性液体介质。
(）A、正确B、错误正确答案：B3、雷电冲击波作用下，变压器绕组起始电位大部分压降分布在绕组中部。
()A、正确B、错误正确答案：B4、在同样极间距离时，稍不均匀场气隙的击穿电压比均匀电场气隙的要低。
()A、正确B、错误正确答案：A5、在诸多的变电设备中，应尽可能把避雷器装得离主变压器近一些。
()A、正确B、错误正确答案：A6、电力设备的局部放电是指设备绝缘系统中被部分击穿的电气放电，这种放电可以发生在电极附近，也可发生在其他位置。
( )A、正确B、错误正确答案：A7、国际国家标准规定高电压测量误差在±5%以内。
( )A、正确B、错误正确答案：B8、雷电冲击的极性效应比操作冲击显著。
( )A、正确B、错误正确答案：B9、电子的质量远小于离子，电子的扩散过程比离子的要强。
( )A、正确B、错误正确答案：A10、在工频交流电压下，应该把电气强度高、介电常数大的材料用在电场最弱的地方。
()A、正确B、错误正确答案：B11、介质的绝缘电阻随温度升高而线性减少。
(）A、正确B、错误正确答案：B12、线路侧装有电磁式电压互感器时，由于其降低电路残余电压，故有助于降低空载线路合闸过电压。
（）A、正确B、错误正确答案：A13、阀式避雷器阀片的电阻值与流过的电流有关，具有线性特性。
()A、正确B、错误正确答案：B14、除去绝缘油中固体杂质的主要方法是过滤。
( )A、正确B、错误正确答案：A15、当气隙距离不很大(S<0.5m)时，沿面闪络电压大体上与沿面闪络距离成正比。
( )A、正确B、错误正确答案：A16、油间隙中设置固体绝缘屏障可以有效提高不均匀电场中含有杂质绝缘油的工频击穿电压。
工频过电压仿真实验说明
工频过电压仿真实验一 预习要求1 熟悉正2 熟悉空载长线电容效序、负序、零序的概念应的原理3 熟悉长线方程，及传递系数的计算4 熟悉接地系数的概念及计算二 实验目的1.掌握测量输电线路工频参数的方法2.了解造成工频电压升高的原因3.了解限制工频电压升高的措施三 实验内容1利用长线的开路试验及短路试验求出线路的正序及零序参数2 空载长线电容效应及其限制措施2.1在无穷大电源条件下测量线路首、末端电压，计算传递系数；2.2在有限大电源条件下测量线路首、末端电压，计算传递系数；2.3在有限大电源条件下，末端接入补偿电抗器，测量首、末端电压，计算传递系数。
3 末端单相接地，测量健全相首、末端电压，计算接地系数四 实验步骤1 线路参数测量图1 线路参数测量电路1.1按照图1画出接线图，输入参数；1.2首端加三相交流电压，线路末端开路，测量A 相首端电压幅值1U 开和电流幅值1I 开；1.3首端加三相交流电压，经线路末端三相对地短路，测量A 相首端电压幅值1U 短和电流幅值1I 短；1.4首端加零序电压，线路末端开路，测量A 相首端电压幅值0U 开和电流幅值0I 开；1.5首端加零序电压，经线路末端三相对地短路，测量A 相首端电压幅值0U 短和电流幅值0I 短。
2 电容效应验证及限制2.1不考虑电源漏抗的情况下，线路首端接入三相交流电源，线路末端对称断开，测量A 相首、末端电压，求出传递系数；接线如图2所示：图2无穷大电源下电容效应验证电路图2.2在考虑电源漏抗的情况下，接入三相交流电源，线路末端对称断开，测量A 相首、末端电压，求出传递系数，接线如图3所示：图3有限大电源下电容效应验证电路图2.3在考虑电源漏抗的基础上，线路末端接入补偿电抗器，测量A 相首、末端电压，求出传递系数。
如图4所示：图4补偿电抗器限制效果验证电路图3 在考虑电源漏抗的基础上，在C 相末端接地（经过一个6110⨯Ω－的小电阻接地），测量A 相首、末端电压，求出单相接地系数。
高电压技术考试模拟题(附参考答案)
高电压技术考试模拟题（附参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.金属氧化物避雷器的压比指MOA通过波形为8/20us的标称冲击放电电流时的残压与其参考电压之比。
( )A、正确B、错误正确答案：A2.对人工污秽试验的基本要求是等效性好、重复性好、简单易行。
()A、正确B、错误正确答案：A3.等值盐密法是一种把绝缘子表面的污秽密度按照其润湿后的导电性转化为单位面积上的NH4Cl含量的一种表示方法。
( )A、正确B、错误正确答案：B4.GIS绝缘中SF6气体的洁净程度和所含水分对设备的绝缘强度没有影响。
( )A、正确B、错误正确答案：B5.气体间隙的击穿电压与多种因素有关，但当间隙距离一定时，击穿电压与电场分布、电压种类及棒电极极性无关。
( )B、错误正确答案：B6.输电线路雷害事故防直击的防护措施的是安装绝缘地线。
( )A、正确B、错误正确答案：B7.油间隙的工频击穿电压随电压作用时间的延长而降低。
( )A、正确B、错误正确答案：A8.兆欧表和万用表都能测量绝缘电阻，基本原理是一样的，只是适用范围不同。
()A、正确B、错误正确答案：B9.当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。
()A、正确B、错误正确答案：A10.固体电介质电击穿的击穿电压与周围环境温度及电压作用时间有很大关系。
( )A、正确正确答案：B11.球隙中的电场在任何条件下都为稍不均匀电场。
( )A、正确B、错误正确答案：B12.断路器截断电流的能力愈大，空载变压器分闸过电压越大。
（）A、正确B、错误正确答案：A13.电弧间歇性接地过电压是指在中性点绝缘的电网中发生单相接地时，将会引起健全相的电压升高到线电压。
（）A、正确B、错误正确答案：B14.油浸式变压器中绝缘油的作用是灭弧、绝缘和散热。
()A、正确B、错误正确答案：B15.当线路上接有电磁式电压互感器时，可以降低切空线过电压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
空载长线路电容效应引起的工频过电压一、实验目的（1）了解空载长线路电容效应引起工频电压升高的原因（2）掌握Probe Volt （节点电压测量仪）的设置和PlotXY 的使用方法（3）掌握空载长线路的电容效应引起工频电压升高的仿真分析方法。
（4）了解并联电抗器对线路电容的补偿作用。
二、实验原理（1）空载长线路的电容效应引起工频电压升高的原因输电线路具有分布参数的特性，但在输送距离较短的情况下，工程上可用集中参数的电感L 、电阻r 和电容C 1、C 2所组成的π型电路来等值，如图1（a ）所示。
一般线路等值的容抗远大于线路等值的感抗，则在线路空载（02=•I ）的情况下，在输电线路首端电压•1U 的作用下，可列出如下电路回路方程为 •••••••++=++=22221C L C L r I jX I r U U U U U以•2U 为参考向量，可画出图1（b ）所示的相量图。
由相量图分析可知，空载线路末端电压•2U 高于线路首端电压•1U ，这就是所谓空载线路的电容效应而引起的系统工频电压升高。
（a ） （b ）图1 输电线路集中参数PI 型等值电路及其相量图（a ）等值电路；（b ）相量图若忽略r 的作用，则有)221C L C L X X I j U U U －（••••=+= L U U U +=12即由于电感与电容上压降反相，且线路的容抗远大于感抗，使L U U ＞2，而造成线路末端的电压高于首端的电压。
随着输电线路电压等级的提高，输送距离变长。
分析长线路的电容效应时，需要采用分布参数电路。
（原理同前面相似，由于计算繁琐，此不再赘述）（2）并联电抗器的补偿作用为了限制空载长线路的工频电压升高，在超、特高压系统中，通常采用并联电抗器的措施。
这是因为其电感能补偿线路的对地电容，减小流经线路的电容电流，削弱了线路的电容效应。
并联电抗器可以接在长线路的末端，也可接在线路的首端和输电线的中部。
随着安置地点不同，沿线电压分布也不同，总的趋势是使线路上电压分布趋于均匀和低于容许值。
并联电抗器的作用不仅是限制工频电压升高，还涉及系统稳定、无功平衡、潜供电流、调相调压、自励磁及非全相状态下的谐振等方面。
（3）Probe Volt的设置和PlotXY的使用方法①Probe Volt是常用的用来测量节点电压的仪器。
在新建文件的空白处单击右键→Probes & 3-phase→Probe V olt，双击Probe Volt，可以进行相关设置。
由于电力系统中线路均为三相，所以把节点电压测量仪设置为三相，如图2所示。
图2 电压测量仪的设置对话框②PlotXY是EMTP-ATP中的一个重要模块。
通过在电路中设置不同类型的测量型探针，可以在PlotXY中描绘出随时间变化的节点电压或支路电流的波形。
在运行完ATP文件成功后（run ATP），在工具栏选择ATP→PlotXY，出现如图3所示的数据选择窗口。
在左侧的变量选择栏选定要输出的节点电压或支路电流，在右边的表格中将出现要描绘的变量名称，单击表格中的变量名即可取消该变量的波形输出。
单击右下角的Plot键，即可输出选定变量的在指定时间内的波形图。
图3 Plot的数据选择窗口在波形图下方有如图4所示的一系列图标，通过设置它们的参数可以输出更为理想的波形图。
图4 Plot的数据选择窗口这些图标从左至右依次为，Show title （显示名称）：编辑波形图的名称。
Customise plot （自定义绘制）：在General 中定义坐标为线性增长或指数增长，以及是否显示网格；在Font 中定义坐标轴刻度；在Lines 中定义波形图中的线条形式。
Manual scale （手动范围）：在该对话框里可以设置X 轴和Y 轴的最大值、最小值和单位。
Show cursor （显示游标）：通过左右移动游标来获得波形图上的对应点的坐标。
Mark （标记）：与游标配合使用可以标记波形图上的重要点。
Write WMF file （打开WMF 文件）：打开已有的WMF 文件Copy to clipbrd （复制到剪切板）：将波形图复制到剪切板。
Print （打印）：连接好打印设备后，即可打印出该波形图。
三、实验内容（1）要求：多段PI 型等效电路模块实现空载长线路末端电压（相对首端）升高的仿真（2）实例：某500kV 线路，线路长400km ，线路波阻抗Ω=260C Z ，电源漏抗为Ω=100S X ，并联电抗器Ω=1034L X ，电源电动势为E 。
求线路末端接或不接电抗器时，沿线最高电压和末端电压与电源电动势的比值。
（3）实验步骤：①理论分析。
由已知，°°°=×==2440006.006.0l λ°===21260100arctanarcran Z X C S ϕ °===1.141034260arctan arctan L C X Z β 当线路空载、末端不接电抗器时，线路末端电压最高，由公式推导可得)cos(cos 2ϕλϕ+=••E U （1） 则线路末端电压与电源电动势的比值为 32.1)2124cos(21cos )cos(cos 2=+=+=°°°ϕλϕEU 当线路空载、末端接电抗器时，线路上最高电压与线路末端电压可由式（2）和式（3）计算。
)cos(cos βϕλϕβ−+=••E U （2） )cos(cos cos 2βϕλβϕ−+=••E U （3） 它们与电源电动势的比值为 09.1)1.142124cos(21cos )cos(cos =−+=−+=°°°°βϕλϕβE U ，06.11.14cos 09.1cos 2=×==°ββEU E U 从本例的计算数值可知，线路接有并联电抗器后，能有效地限制空载长线路的工频电压升高。
②按图5和图6搭建仿真电路图5 线路空载、末端不接电抗器时的仿真电路图图6 线路空载、末端接电抗器时的仿真电路图通过比较两个探测仪的电压波形来观察空载线路电压升高的情况以及电抗器的作用。
③参数设置PI 形输电线路及各模块的设置如图7所示。
交流电压源频率为50Hz；幅值如图7（a）中所示，我们在Amplitude 处选择RMS L-L，可以实现每相电压幅值是kV 3/2500×；初相角为°0。
电压源的等效电阻为Ω0.2、电感为100Ω。
并联电抗器的电感为1034L =Ω。
在选型方面，注意所有的元件都是三相的。
电压源要选择为三相；电压源的内阻选择Branch linear（线性元件）→RLC 3-ph（RLC 三相电路），通过设置电阻和感抗来实现；PI 形电路选择Lines/Cables （架空线路/电缆）→Lumped （集中参数）→RLC Pi-equiv.1…（RLC Pi 形电路）→3 phase（三相电路）来实现，设置参数时，忽略互感现象，只设置各自相单独的电阻、感抗和容抗；线路末端的电抗器选择参考电压源内阻，只需要设置感抗值即可。
打开菜单ATP→Settings，在ATP Settings 窗口将步长“delta T”设置为0.001s，将最大时间“T max ”设置为0.1s。
选择了“Power Frequency”之后，把“Xopt”和“Copt”均设置为工频50Hz,这样就能够把电感和电容的单位从毫亨（mH）和微法（μF）分别改为感抗和容抗的单位欧姆（ohm）和毫欧（μmho）。
（a）电压源模块参数设置（b）Xs模块参数设置（c）PI型输电线路参数设置（d）电抗器参数设置图7 各模块的参数设置④仿真及结果在运行ATP文件以后，选择PlotXY输出波形图，空载长线路末端电压升高如图8、9所示。
图8 不接电抗器的电压升高 图9 接电抗器的电压升高 结果分析：按题意理论计算可得，末端不接电抗器时，32.12=E U ；接电抗器时，06.12=EU 。
由读数可知，不接电抗器时，52 5.47210V U =×，而V 1008.43/21050053×≈××=E ，故5255.47210 1.344.0810U E ×≈≈×，误差为1.34 1.32100% 1.52%1.32×≈－，在合理范围内。
接电抗器时，52 4.346310V U =×，故5254.346310 1.0654.0810U E ×≈≈×。
综上可知，仿真结果与理论分析结果一致。
四、实验报告要求（1）观察并联电抗器前后，线路末端电压和首端电压比值的变化。
（2）观察随着并联电抗器的位置不同，沿线电压分布的变化。
（3）观察随着线路长度的变化，工频电压升高情况，并计算末端电压相对始端电压抬升百分比，填入表1中。
表1 不同长度线路对应的电压抬升百分比（%）电压抬升百分比% 电压等级400km 600km 800km 1000km 500kV解：我们只需要在Pi 形线路模型中改变线路的长度就可以观察不同长度线路的电压升高情况。
当输电线路长度为400~1000km 时，对应的首末端电压波形如图10所示。
（a）线路长度为400km （b）线路长度为600km（c）线路长度为600km （d）线路长度为1000km图10 不同长度输电线路的首末端电压波形 五、仿真练习某500kV 线路的参数如下：10.01876/km R =Ω,00.1637/km R =Ω;10.8489/km L mH =,0 2.5466/km L mH =；10.01312/km C F μ=,00.00866/km C F μ=。
已知该线路长400km ，求该线路空载时的末端电压升高的倍数。
并尝试在该线路的不同部位添加电抗器，观察电抗器抑制电压的作用。
（提示：由于题中给定了线路的正序和零序阻抗，所以可以选择三相对称的RLC Pi 形线路模型进行仿真。
即：Lines/Cables →Lumped →RLC Pi-equiv.1…→3 ph. seq.） 解答：仿真电路图如图5所示，波形如图11。
电抗器请同学们下来自己添加。
图11 仿真练习图。