2012级电力系统过电压复习题附答案二

1、试分析雷击杆塔时影响耐雷水平的各种因素的作用，工程实际中往往采用哪些措
施来提高耐雷水平? P153
2. 输电线路有哪些防雷措施？试分析各种防雷措施的作用。

P157~160
3. 什么是彼德逊法则？其适用范围如何？P103
4.电弧接地过电压产生的原因是什么,影响电弧接地过电压的因素有哪些,如何消除电弧接地过电压? 评价消弧线圈限制电弧接地过电压的作用P204-210
电弧接地过电压的产生于电弧的熄灭时间有关。

5.变电站入侵雷电波防护设计的原则是什么？对于接线复杂的变电所该如何处理避
雷器的安装位置？阀型避雷器与被保护设备间的电气距离对其保护作用有何影响？P166-167
影响：阀型避雷器与被保护设备间的电气距离越大，来波陡度越大，两者电压差值就越大，绝缘上实际承受的电压波形与残压波形不一致。

6.断路器的并联电阻为什么可以限制空载分、合闸过电压？它们对并联电阻值的要求
有何区别？P197，P201
分：电阻一般选择3000欧姆。

限制合闸。

辅助触头合闸是电阻越大过电压越低；主触头合闸时电阻越小，过电压越低。

7什么是电力系统的绝缘配合? 绝缘配合的方法有哪几种?P212-214
8说明直配电机防雷保护的基本措施及其原理。

P175-177
9试分析中性点运行方式对绝缘水平的影响？P212
10试求线路、电感、电容的贝瑞隆等值电路，并描述用贝瑞隆法计算电力系统过电压的具体步骤。

课件
电感
将上式从过去时刻 到现在时刻t 的积分
整理得 第二项积分可近似按照梯形法则计算
整理得
电容
电容上电压的变化为两端电位差的变化
)]
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t t t i t t I m k km km ∆--∆-∆+∆-=∆-)]()([)(1)()(t t u t t u dt t i t
t t C t u t u m k km m k ∆--∆-+∆-=-⎰
由梯形法则近似计算，右边第一项为
整理得
其中
电阻
计算步骤
计算t=0时刻（节点1出现作为时刻的起点）的各点变量，再依次计算 ……
直到所需时刻的各变量
某时刻t 的计算次序如下：
● 根据时刻t 以前的计算结果求得各等值电流源；
● 计算时刻t 时的各节点电压，其中 为已知，由于各等值电流源已求得，所以
)]()([2)(1
t t i t i C t dt t i t t t C km km km ∆-+∆=∆-⎰)()]()([2)(t t I t u t u t
C t i km m k km ∆-+-∆=)]()([2)()(t t u t t u t
C t t i t t I m k km km ∆--∆-∆-∆--=∆-)]()([1)(t u t u R
t i m k km -=)(1t u t t t ∆∆=2,
可由矩阵方程求得； ● 计算时刻t 的各电流值，因前一时刻各等值电流源和各点电位已得，故t 时刻电流值
可求
● 令 ,返回第一步。

11 分析冲击电晕对线路波过程的影响。

P113
12试说明在何种情况下，保护变电所的避雷针可装设在变电所构架上，何种情况下又不行，为什么P163
13试画出25000~60000kW 直配电机的保护接线图，并说明各种保护原件的作用。

解答在P177
14试分析断路器灭弧能力的强弱对切除空载线路过电压和切除空载变压器过电压的影响。

● 在切空载线路的过程中，断路器切断的是几十安到几百安的电容电流，比短路电流
小的多
● 如果使用的断路器灭弧能力不强，在切断这种电容电流时就可能出现电弧的重燃，
从而引起电磁振荡，造成过电压。

● 切断小电流的电弧时性能越好的断路器，其切空变过电压的幅值越高
切除空载线路过电压P195-197；切除空载变压器P203
15为什么在超高压电网中很重视工频电压升高？引起工频电压升高的主要原因有哪些？P181 P180
16 20kV 及以下电压等级的电气设备，往往用1min 工频耐压试验代替雷电冲击与操作
冲击试验，试分析如何确定1min 短时工频耐受电压值？p213-214
17分析保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器的工作原理P131-140 阀型避雷器由火花间隙及阀片电阻组成，阀片电阻的材料是特种碳化硅，当有雷电过电压时火花间隙被击穿，阀片电阻下降，将雷电流引人大地。

这就保护了电气设备免受雷电流的危害。

正常情况下火花间隙不会击穿，阀片电阻上升，阻止了正常交流电流通过。

阀型避雷器是利用特种材料制成的避雷器，可以对电气设备进行保护，把电流直接导入大地。

在额定电压下，流过氧化锌避雷器阀片的电流仅为10-5A 以下，相当于绝缘体。

因此，它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。

当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值（起动电压）时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，此时其残压不会超过被保护设备的耐压，达到了保护目地。

此后，当作用电压降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态，因此，整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。

19 平原地区110kV 单避雷线线路水泥杆塔如图所示，绝缘子串由6×X －7组成，长为1.2m ，其正极性U50%为700kV ，杆塔冲击接地电阻i R 为7Ω，导线和避雷线的直径分别为21.5mm
t t t ∆+=)
()(),(432t u t u t u 和
和7.8mm ，15℃时避雷线弧垂2.8m ，下导线弧垂5.3m ，其它数据标注在图中，单位为m ，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。

20 电所进线段保护的作用和要求是什么？试述变电所进线段保护的标准接线中各元件的作用P169-170
21、什么是接地？接地有哪些类型？各有何用途？什么是接地电阻，接触电压和跨步电压？P141
在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地, 接地电阻 就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻
22、试分析直流电势E 合闸于有限长导线(长度为l ，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(习题7-3图)。

假设直流电源内阻为零。

(1)当R=Z 时，分析末端与线路中间
2
l 的电压波形； (2)∞=R 时，分析末端与线路中间2
l 的电压波形； (3)当R=0时，分析末端的电流波形和线路中间2l 的电压波形。

23、当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器绕组内将出现振荡过程，试分析出现振荡的根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡的影响P116
出现振荡的根本原因：由于变压器的稳态电位分布与起始电位分布不同，因此从起始分布到稳态分布，其间必有一个过渡过程。

而且由于绕组电感和电容之间的能量转换，使过渡过程具有振荡性质。

冲击电压波形对振荡的影响:变压器绕组的振荡过程，与作用在绕组上的冲击电压波形有关。

波头陡度愈大，振荡愈剧烈；陡度愈小，由于电感分流的影响，起始分布与稳态分布愈接近，振荡就会愈缓和，因而绕组各点的对地电位和电位梯度的最大值也将降低。

此外波尾也有影响，在短波作用下，振荡过程尚未充分激发起来时，外加电压已经大大衰减，故使绕组各点的对地电位和电位梯度也较低。

24、试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？P100-101。