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浅析工频过电压故障研究
作者/张伟斌，河钢集团宣钢检修公司
文章摘要：随着国民经济发展对电力工业需求的不断提高，以及电力产业技术升级和可持续发展的要求，输配电设备及线路的建设已成为 电力发展的主流。电气线路与装置在工作过程中不但长吋间地受到工频电压的影响，而且还会受到一系列因素导致的过电压。为此，本文 以此为背景对工频过电压进行浅析。
关键词：工频电压；中性点
引言
在故障或者是正常情况下的电力系统会存在幅值大于
最大的运行相电压或者是频率是工频的电压提升，这都被叫
做工频电压升高。
1.工频电压升高导致的危害性分析
升高的工频电压对于系统绝缘不存在异常的电气设备
通常都不具备危害性，然而在远距离超高压输电对系统绝缘
能力进行确定的情況下，有着非常关键的意义，务必引起足
够的关注，这是由于：
(1) 工频电压升高的多少对过电压操作的幅值产生直
接的制约作用。
(2) 工频电压升高的多少对保护电器的保护成效与运
行状況产生制约作用。像是工频电压升高决定了避雷器允许
的最大运行电压，倘若需要比较高的避雷器允许最大运行电
压，那么会提升冲击放电残压与电压，当然，也会提升保护
装置的绝缘性。
(3) 不断升高的工频电压会严重地制约到装置的工作
性能与绝缘性。像是电晕及其干扰、污秽绝缘子闪络、油纸
绝缘内部游离，以及铁芯太热等。一般在合闸之后的0.1秒
时间当升高的电压被称之为操作过电压，之后在0.1秒到1
秒的时间段当中，因为发电机自动电压调整器的惰性，发电
机的电势dE 1依旧不会发生改变，再者，由于空载线路的电
容效应而升高了工频电压，这被叫做暂态工频电压升高。如
果时间再长一些，那么就会受到发电机自动电压调整器的影
响，母线的电压逐步地降低，在经过2秒一3秒之后，系
统状态趋于稳定，这种情况下升高的工频电压会出现比较稳
定现象。升高的暂态工频电压会严重地影响到绝缘配合与过
电压保护。稳态工频电压升高会严重地影响到电气设备的游
离和老化以及系统的并列。因为空载线路的工频感抗X L 小
于工频容抗XC ，所以在基于电源电势E 的影响下，线路电
容电流在感抗上的压降U L 使容抗上的电压U C 高于电源电
势，UC =E +UC 。也就是电源的高压低于空载输电线路电压，
此之谓空载线路的电容效应导致的工频电压升高。
2. 工频电压升高的原因分析(1) 重负荷在输电线路传输的时候，跳闸的现象会发生 在线路末的断路器，这会在瞬间将负荷甩去，这是导致线路 工频电压升高的一个重要因素。而受到甩负荷制约而升高 工频电压升的表现是：_是跳闸出现在线路末的断路之后， 空载线路依旧借助电源进行充电，并且线路越长，就具备越 明显的电容效应，以及工频电压也越高。二是原动机制动器 以及调速器和存在惰性，在甩负荷之后不可以迅速地进行调 速，这会增加发电机的转速，从而导致频率和电势的升高， 最终导致非常严重的工频电压升高现象。(2) 输电线路当中的大部分故障形式是不对称短路，而 在两相或者是单相不对称对地短路的情況下，通常来讲，提 升的是非故障相电压，并且非故障相的电压在单相接地情况 下会变得非常高。在比较特殊的情况下，会存在比较高的两 相短路接地数值，然而几率比较小。除此之外，单相接地情 况下的工频过电压水平是确定阀式避雷器灭弧电压的依据。
3. 工频过电压故障的特点分析在出现单相接地故障的情况下，故障三相电压与电流不 具备对称性，为了对非故障相电压升高进行计算，适宜应用 复合序网络加称分量的方法加以分析。众所周知，固有长线路一系列点存在不等的电压，如果 线路上某点M 处A 相接地，如图二所示，根据故障点的A 相电压。UA =0,非故障相的故障电流i s i =0，i c =o ,的 条件，按对称分量关系可做出图三所示的复合序网络。其中， E 。I I 为故障点M 在故障前的对地零序正序电压，ZR 1、 ZR 2、ZR 3分别为从故障点望入（电源电势短接）的正序、 负序、零序入口阻抗，仏和^2和L 、？7。和J 。分别 为故障点的正序、负序、零序电压和电流。可得：=h =Ei (3-1)Ui =E i -h Z R l (3-2)U i = ~I l Z R2(3-3)Uo =-i 〇zR O (3-4)于是故障点M 处非故障相电压为12 |电子制作2017年4月
非正弦交流电有效值的计算 交变电流的大小和方向随时间作周期性变化。为方便研究交变电流的特性，根据电流的热效应引入了有效值这一物理量。 定义：若某一交流电与另一直流电在相同时间内通过同一电阻产生相等的热量，则这一直流电的电压、电流的数值分别是该交流电的电压、电流的有效值。 教材中给出了正弦交流电的有效值I与最大值的关系，那么非正 弦交流电的有效值又该如何求解呢？其方法是从定义出发，根据热效应求解。 例1. 如图1所示的交变电流，周期为T，试计算其有效值I。 图1 分析：由图1可知，该交变电流在每个周期T内都可看作两个阶段的直流电 流：前中，，后中，。在一个周期中，该交变电流在电阻R上产生的热量为： ① 设该交变电流的有效值为I，则上述热量 ② 联立①、②两式，可得有效值为 例2. 如图2所示表示一交变电流随时间变化的图象，其中，从t＝0开始的每个时间内的图象均为半个周期的正弦曲线。求此交变电流的有效值。 图2 分析：此题所给交变电流虽然正负半周的最大值不同，但在任意一个周期内，前半周期和后半周期的有效值是可以求的，分别为
设所求交变电流的有效值为I，根据有效值的定义，选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等，由焦耳定律得 即 解得 例3. 求如图3所示的交变电流的有效值，其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线。 图3 分析：从t＝0开始的任意一个周期内，前半周期是大小不变的直流电，为 ，后半周期是有效值为的交变电流。 设所求交变电流的有效值为I，根据有效值的定义，选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等，由焦耳定律得 即 解得 例4. 如图4实线所示的交变电流，最大值为，周期为T，则下列有关该交变电流的有效值I，判断正确的是（） 图4
500kV电网工频过电压、谐振过电压及其保护规定 1工频过电压、谐振过电压与电网结构、容量、参数、运行方式以及各种安全、自动装置的特性有关。工频过电压、谐振过电压除增大绝缘承受电压外，还对选择过电压保护装置有重要影响，设计电网时应结合实际条件预测。 对工频过电压，应采取措施尽量加以降低。工频过电压水平应通过技术经济比较加以确定。 须采取措施防止产生谐振过电压；或用保护装置限制其幅值和持续时间。 2工频过电压的限制。电网中的工频过电压一般由线路空载、接地故障和甩负荷等引起。根据500kV电网的特点，有时须综合考虑这几种过电压。 通常可取正常送电状态下甩负荷和在线路受端有单相接地故障情况下甩负荷作为确定电网工频过电压的条件。 一般主要采用在线路上安装并联电抗器的措施限制工频过电压。在线路上架设良导体避雷线降低工频过电压时，宜通过技术经济比较加以确定。电网的工频过电压水平一般不超过下列数值：线路断路器的变电所侧1.3Uxg； 线路断路器的线路侧1.4Uxg. 注：`U_（xg）`为电网最高相电压有效值，kV. 3谐振过电压的防止和限制。电网中的谐振过电压一般由发电机自励磁、线路非全相运行状态以及二次谐波谐振等引起。
1）电网中发电机自励磁过电压。当发电机经变压器与空载线路相连，在发电机全电压合闸、逐步升压起动或因甩负荷而导致发电机带空载长线路时，如发电机容量较小，可能产生发电机自励磁过电压，应验算发生这一情况的可能性。 经验算，如有发生有励磁的可能，而又无法通过改变运行方式加以避免时，可采用在线路上安装并联电抗器的措施予以防止。 2）线路非全相运行状态产生的谐振过电压。空载线路上接有并联电抗器，且其零序电抗小于线路零序容抗时，如发生非全相运行状态（分相操动的断路器故障或采用单相重合闸时），由于线间电容的影响，断开相上可能发生谐振过电压。 上述条件下由于并联电抗器铁芯的磁饱和特性，有时在断路器操作产生的过渡过程激发下，可能发生以工频基波为主的铁磁谐振过电压。 在并联电抗器的中性点与大地之间串接一小电抗器，一般可有效地防止这种过电压。该小电抗器的电抗值宜按补偿并联电抗器所接线路的相间电容选择，同时应考虑以下因素： a.并联电抗器、中性点小电抗器的电抗及线路容抗的实际值与设计值的变异范围； b.限制潜供电流的要求； c.连接小电抗器的并联电抗器中性点绝缘水平。 最终确定小电抗器的电抗值时，应校验对非全相谐振过电压的解谐效果。
1、安全电压限值是在任何情况下，任意两导体之间都不得超过的电压值。我国标准规定工频安全电压有效值限值为50伏。 2、手车式高压开关柜，当手车在试验与工作位置之间移动时，断路器操作机构处于脱扣状态，保证断路器处于分闸状态，接地开关不能闭合。 3、手车式高压开关柜，小车已拉出，开关断开，与本室内接地刀闸已闭合，称为检修状态。 4、发生谐振过电压时，电压互感器铁芯严重饱和，常造成电压互感器损坏。 5、变压器气体保护分为轻瓦斯保护与重瓦斯保护，其中轻瓦斯保护动作时只发出信号，重瓦斯保护时迅速切除变压器。气体保护的范围为变压器油箱内部，反映变压器油箱内部的任何故障，以及铁芯过热烧伤、油面降低等，但不能反映变压器绕组引出线的故障。 6、触头间介质击穿电压的大小与电源电压无关。（反映电介质自身的耐电强度） 7、确定导线界面，须按允许电压损失和发热条件经行校验。（对高压来讲，过流保护一般是对线路或设备进行过负荷及短路保护，而电流速断一般用于短路保护。过流保护设定值往往较小（一般只需躲过正常工作引起的电流），动作带有一定延时;而电流速断保护一般设定值较大，多为瞬时动作。 三段式过流保护包括： 1、瞬时电流速断保护（简称电流速断保护或电流Ⅰ段） 2、限时电流速断保护（电流Ⅱ段）
3、过电流保护（电流Ⅲ段） 这三段保护构成一套完整的保护。 它们的不同是保护范围不同： 1、瞬时电流速断保护：保护范围小于被保护线路的全长一般设定为被保护线路的全长的85% 2、限时电流速断保护：保护范围是被保护线路的全长或下一回线路的15% 3、过电流保护：保护范围为被保护线路的全长至下一回线路的全长） 8、按变电所在电力系统中的为位置、作用及其特点划分，变电所的主要类型有枢纽变电所、区域变电所、地区变电所、配电变电所、用户变电所、地下变电所和无人值班变电所等。 9、正常情况下，当系统电压偏低时，也可投入高压电容器组。 10、电力系统中的各级电压线路及其联系的各级变、配电所，这一部分叫电力网，或称电网。 11、电路中任意两点间电位的差值称为电压。 12、工作票是准许在电气设备及系统软件上工作的书面命令，也是执行保证安全技术措施的书面依据。 工作票的内容：工作票编号、工作负责人、工作班成员、工作地点和工作内容，计划工作时间、工作终结时间，停电范围、安全措施，工作许可人、工作票签发人、工作票审批人、送电后评语等。 工作票由发布工作命令的人员填写，一式二份。一般在开工前一天交到运行值班处，并通知施工负责人。 工作票的签发人应由电气负责人、生产领导人以及指派有经验的
·电能公式和电能质量计算公式大全 电能公式和电能质量计算公式大全电能公式 电能公式有W=Pt,W=UIt,(电能＝电功率x时间) 有时也可用W=U^2t/R=I^2Rt 1度=1千瓦时=3.6*10^6焦P：电功率 W：电功 U:电压 I:电流 R：电阻 T:时间 电能质量计算公式大全 1.瞬时有效值： 刷新时间1s。 (1)分相电压、电流、频率的有效值 获得电压有效值的基本测量时间窗口应为10周波。 ① 电压计算公式： 相电压有效值，式中的是电压离散采样的序列值（为A、B、C相）。 ② 电流计算公式： 相电流有效值，式中的是电流离散采样的序列值（为A、B、C相）。 ③ 频率计算： 测量电网基波频率，每次取1s、3s或10s间隔内计到得整数周期与整数周期累计时间之比(和1s、3s或10s时钟重叠的单个周期应丢弃)。测量时间间隔不能重叠，每1s、3s或10s间隔应在1s、3s或10s时钟开始时计。 (2)有功功率、无功功率、视在功率（分相及合相） 有功功率：功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，以字母P表示，单位瓦特 (W)。
计算公式： 相平均有功功率记为，式中和分别是电压电流离散采样的序列值（为A、B、C相）。 多相电路中的有功功率：各单相电路中有功功率之和。 相视在功率 单相电路的视在功率：电压有效值与电流有效值的乘积，单位伏安(VA)或千伏安(kVA)。 多相电路中的视在功率：各单相电路中视在功率之和。 相功率因数 电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 计算公式： 多相电路中的功率因数：多相的有功功率与视在功率的比值。 无功功率：单相电路中任一频率下正弦波的无功功率定义为电流和电压均方根值和其相位角正弦的乘积，单位乏 (Var)。（标准中的频率指基波频率） 计算公式： 多相电路中的无功功率：各单相电路中无功功率之和。 (3)电压电流不平衡率(不平衡度) 不平衡度：指三相电力系统中三相不平衡的程度。用电压、电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根百分比表示。电压、电流的负序不平衡度和零序不平衡度分别用、和、表示。 首先根据零序分量的计算公式计算出零序分量，如果不含有零序分量，则按照不含零序分量的三相系统求电压电流不平衡度。如果含有零序分量，则按照含有零
l、电工作业人员必须年满( D )岁。 B. 16 2、装设接地线的顺序为( B )。 A.先导体端后接地端 B.先接地端后导体端 C.可以同时进行 D.装设顺序和 3、一般居民住宅、办公场所，若以防止触电为主要目的时，应选用漏电动作电流为( C ) mA的漏电保护开关。 4、电气工作人员连续中断电气工作( A )以上者，必须重新学习有关规程，经考试合格后方能恢复工作。 A.三个月 B.半年 C.一年 D.两年 5、我国标准规定工频安全电压有效值的限值为( B )V。 6、关于电气装置，下列( B )项工作不属于电工作业。 A.试验 B.购买 C.运行 D.安装 7、电工作业人员必须典备( C )以上的文化程度。 A.小学 B.大专 C.初中 D.高中 8、电阻电感电容串联电路中，电源电压与电流的相位关系是( C )。 A.电压超前电流 B.电压滞后电流 C.不确定 D.同相 9、额定电压( D )V以上的电气装置都属于高压装置。 10、电能的单位是( D )。 、R，Xl，Xc串联电路中，已知电源电压有效值U=220V和R =Xl=Xc=440Q，则电路中的电流为( C ) . 25 12、某直流电路电流为1. 5A，电阻为4 Q，则电路电压为( B ) V。 13、电压的单位是( B )。 14、并联电路的总电容与各分电容的关系是( A )。 A.总电容大予分电容 B.总电容等于分电容 C.总电容小于分电容 D.无关
15、1 KΩ与2 KΩ的电阻串联后接到6V的电压上，流过电的电流为( D )。 16、电压220V，额定功率100W白炽灯泡的电阻为( D )Ω。 17、电源输出功率的大小等于( A )。 18、应当按工作电流的( B )倍左右选取电流表的量程。 、用指针式万用表欧姆挡测试电容，如果电容是良好的，则当两支表笔连接电容时，其指针将( C )。 A.停留刻度尺左端 B.迅速摆动到刻度尺右端 C.迅速向右摆动，接着缓慢摆动回来 D.缓慢向右摆动，接着迅速摆动回来 20、为了爱护兆欧表，应慎做兆欧表的短路试验。兆欧表短路试验的目的是( B )。 A.检查兆欧表机械部分有无故障估计兆欧表的零值误差 B、检查兆欧表指示绝缘电阻值是否为零，判断兆欧表是否可用 C、检测兆欧表的输出电压D.检查兆欧表的输出电流 2l、测量绝缘电阻使用( B )表。 A.万用表 B.兆欧表 C.地电阻测量仪 D.电流表 22、交流电压表扩大量程，可使用( D )。 A.电流互感器 B.互感器 c.并接电容D.电压互感器 23、兆欧表的E端接( A )。 A.地8.线路c.相线D.正极 24、就对被测电路的影响而言，电流表的内阻( B )。 A.越大越好 B.越小越好c.适中为好D.大小均可 25、就对被测电路的影响而言，电压表的内阻( A )。 A.越大越好; B.越小越好; c.适中为好; D.大小均可 26、测量低压电力电缆的绝缘电阻所采用兆欧表的额定电压为( A )V。 A. 2500 27、兆欧表的手摇发电机输出的电压是( B )。 A.交流电压 B.直流电 C.高频电压 D.脉冲电压丝
一、填空题 １、变压器在运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗通常称为铜耗；交变磁场在铁心中所引起的损耗可分为磁滞损耗和涡流损 耗，合称为铁耗。 2、三相异步电动机的转速取决于磁场极对数P 、转差率S 和电源频率 f 。 3、三相异步电动机直接启动时，启动电流值可达到额定电流的5～7倍。 4、变压器并列运行应满足变比相等、连接组别相同、短路电压相同三个条件。 5、变压器的冷却方式有油浸自冷、油浸风冷和强油风冷。 6、最基本的逻辑运算是指与、或、非三种运算。 7、在RLC 串联电路中感抗和阻抗相等时，电路中的电流达到最大值，这种现象称为谐振。 8、三相交流异步电机旋转磁场的转向是由电源的相序决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向随之改变。 9、三相负载接于三相供电线路上的原则是：若负载的额定电压等于电源线电压时，负载应作Δ联结；若负载的额定电压等于电源相电压时，负载应 作Y 联结。 10、测量绝缘电阻时，影响准确性的因素有温度、湿度和绝缘表面的脏污程度。 11、对修理后的直流电机进行空载试验，其目的在于检查各机械运转部分是否正常，有无过热、声音、振动现象。 12、直流测速发电机接励磁方式可分为他励式永励与式。 13、 14、同步电机的转速与交流电频率之间保持严格不变的关系，这是同步电机与异步电机的基本差别之一。 15、凸极式同步电动机的转子由转轴、磁轭和磁极组成。 16、对电焊变压器内电抗中的气隙进行调节，可以获得不同的焊接电流。当气隙增大时，电抗器的电抗减小，电焊工作电流增大，当气隙减小时，电器的电抗增大，电焊工作电流减小。
17、异步电动机做空载试验时，时间不小于1min 。试验时应测量绕组是否过热或发热不均匀，并要检查轴承温升是否正常。 18、控制电机的特点是功率小、体积小、重量轻和精度要求高。 19、变压器的线圈绕好后，一、二次绕组的同名端点是确定，而联结组别却是不确定的。 20 、所谓三相对称绕组，是指各相绕组结构参数都相同，且在空间互有120 °相位差的三相绕组。 21 、对电机进行绝缘处理方法很多，其中滴浸工艺适用于自动生产线；真空压力浸漆质量很好，但设备较贵；沉浸设备较简单，是目前生产，修理时常用的一种浸漆方法。 22 、异步电动机修理后的试验项目包括：绕组对机壳及其相间绝缘电 阻、绕组在冷却状态下直流电阻的测定、空载试验、绕组对机壳及其相互间绝缘的电机强度试验。 23 、笼型转子断笼人修理方法有如下几种：焊接法、冷接法、换条法。 24 、绕线转子电动机的转子修复后一般应做机械平衡试验，以免电机运行时产生振动。 25 、接触器触点超程的主要作用是触点磨损以后，仍能可靠接触，超程的大小与触点寿命有关。对于单断点的铜触点一般取动静触点厚度之和 的1/3~1/2 ；对于银或银基触点一般取动静触点厚度之和的1/2~1 。 26 、电磁式断电器的释放电压（电流）值，取决于衔铁吸上后的最终间 隙和弹簧压力。若增加非磁性垫片的厚度或增加弹簧压力，可以提高释放值，从而提高返回系数。 27 、灭弧罩的作用是：(1) 引导电弧纵向吹出，借此防止发生相间短路；(2) 使电弧与灭弧室的绝缘壁接触，从而迅速冷却，增加去游离作用，提高弧柱电压降，迫使电弧熄灭。 28 、桥式起重机在下放轻载或空钩时，电动机电磁矩和负载矩方向相同，当电动机串入电阻越多时，负载下降速度越慢。
1.如何计算几种典型交变电流的有效值？ 答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的.让交变电流和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值. 解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种： （1）正弦式交流电的有效值 此类交流电满足公式e =E m s in ω t ,i =I m s in ω t 它的电压有效值为E = 2 m E ，电流有效值I = 2 m I 对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念.下面介绍几种典型交流电有效值的求法. （2）正弦半波交流电的有效值 若将右图所示的交流电加在电阻R 上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2，即U 半2 T /R= 2 1（ R T U 2 全），而U 全= 2 m U ，因而得U 半= 2 1U m ，同理得I 半= 2 1I m . （3）正弦单向脉动电流有效值 因为电流热效应与电流方向无关，所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应完全相同，即U = 2 m U ，I = 2 m I . （4）矩形脉动电流的有效值 如右上图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的 T t ，这里t 是一个周期内脉动时间.由I 矩 2 R T =（ T t ）I m 2RT 或（ R U 2 矩） T = T t （ R u 2 m ）T ,得I 矩= T t I m ，U 矩= T t U m .当 T t =1/2时，I 矩= 2 1I m ，U 矩=2 1U m . （5）非对称性交流电有效值
工频过电压仿真实验 一预习要求 1 熟悉正序、负序、零序的概念 2 熟悉空载长线电容效应的原理 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线路的正序及零序参数 2空载线路电容效应引起的工频电压升高 2.1在无穷大电源条件下测量线路末端电压，计算传递系数； 2.2在有限大电源条件下测量线路末端电压，计算传递系数； 3利用补偿电抗器限制工频电压升高 3.1 在线路末端加补偿电抗器，计算电压传递系数； 3.2 在线路首端加补偿电抗器，计算电压传递系数； 3.3 在线路中间加补偿电抗器，计算电压传递系数； 4 末端单相接地，测量健全相电压，计算接地系数 四实验步骤 1 线路参数测量 （a）线路末端开路试验 （b）线路末端短路试验 图1线路参数测量仿真试验电路图 1.1. 在ATP-EMTP中搭建试验电路。 本试验进行稳态计算，所以ATP菜单栏ATP—>Settings中Tmax应设置为“0”。需要求解的试验线路由已给定的LCC元件模拟。 2.2. 测量线路的首端入口阻抗。 线路首端加正序电压（电流）源，末端开路（图1-a），测量线路首端相电压幅值U1k与电流幅值I1k，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rk1； 线路首端加正序电压（电流）源，末端短路（图1-b），测量线路首端相电压幅值U1d与电流幅值I1d，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rd1；
线路首端加零序电压（电流）源，末端开路（图1-a），测量线路首端相电压幅值U0k与电流幅值I0k，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rk0； 线路首端加零序电压（电流）源，末端短路（图1-b），测量线路首端相电压幅值U0d与电流幅值I0d，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rd0； 1.3. 求解线路正序和零序参数L1、C1、L0、C0（课下完成） 由Z Rk1、Z Rd1、Z Rk0、Z Rd0计算线路正序和零序参数L1、C1、L0、C0。 2空载线路电容效应引起的工频电压升高 （a）无限大电源 （b）有限大电源 图2工频电压升高仿真试验电路图 2.1. 在ATP-EMTP中搭建试验电路。 本试验进行稳态计算，Tmax=0。 2.2. 测量电压传递系数 750kV系统下 对无限大电源，线路长度100km，线路末端开路（图2-a），测量线路单相末端电压U l1，求线路末端对首端（电源）的电压传递系数K1。 对有限大电源（电源阻抗838.2mH），线路长度100km，线路末端开路（图2-b），测量线路单相末端电压U l2，求出线路末端对电源的电压传递系数K2。 对有限大电源(电源阻抗838.2mH)，线路长度为230km，线路末端开路（图2-b），测量线路单相末端电压U l3，求出线路末端对电源的电压传递系数K3。 2.3. 由公式计算该系统在无限大电源和有限大电源的电压传递系数，并与以上测量值比较（课下完成）。 3补偿电抗器限制工频过电压
l、电工作业人员必须年满( D )岁。 A.15 B. 16 C.17 D.18 2、装设接地线的顺序为( B )。 A.先导体端后接地端 B.先接地端后导体端 C.可以同时进行 D.装设顺序和 3、一般居民住宅、办公场所，若以防止触电为主要目的时，应选用漏电动作电流为( C ) mA的漏电保护开关。 A.6 B.15 C.30 D.50 4、电气工作人员连续中断电气工作( A )以上者，必须重新学习有关规程，经考试合格后方能恢复工作。 A. 三个月 B.半年 C.一年 D.两年 5、我国标准规定工频安全电压有效值的限值为( B )V。 A.220 B.50 C.36 D.6 6、关于电气装置，下列( B )项工作不属于电工作业。 A.试验 B.购买 C.运行 D.安装 7、电工作业人员必须典备( C )以上的文化程度。 A.小学 B.大专 C.初中 D.高中 8、电阻电感电容串联电路中，电源电压与电流的相位关系是( C )。 A.电压超前电流 B.电压滞后电流 C.不确定 D.同相 9、额定电压( D )V以上的电气装置都属于高压装置。 A.36 B.220 C.380 D.1000 10、电能的单位是( D )。 A.A B.V.A C.w D.kw.h 11、R，Xl，Xc串联电路中，已知电源电压有效值U=220V和R =Xl=Xc=440Q，则电路中的电流为( C ) A.O B.0. 25 C.0.5 D.1 12、某直流电路电流为1. 5A，电阻为4 Q，则电路电压为( B ) V 。 A.3 B.6 C.9 D.12 13、电压的单位是( B )。 A.A B.V C.w 14、并联电路的总电容与各分电容的关系是( A )。 A.总电容大予分电容 B.总电容等于分电容 C.总电容小于分电容 D.无关 15、1 KΩ与2 KΩ的电阻串联后接到6V的电压上，流过电的电流为( D )。 A.0. 25 mA B.0.125 mA C.0.083333333 mA D.2 mA
交流电有效值计算方法 1?如何计算几种典型交变电流的有效值？ 答：交流电的有效值是根据电流的热效应规定的?让交变电流和直流电通过同样的电阻, 如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值解析：通常求交变电流的有效值的类型有如下几种： (1)正弦式交流电的有效值 此类交流电满足公式e=E m Sin w t,i =I m sin w t 对于其他类型的交流电要求其有效值，应紧紧把握有效值的概念流电有效值 的求法 (2)正弦半波交流电的有效值 若将右图所示的交流电加在电阻 2 1 电时的1/2,即卩U半2T/R=—( 2 U m 1 而U全=—=，因而得U半=一U m, 412 (3)正弦单向脉动电流有效值因为电流热效应与电流方向无关, 电阻 时所 产生 的热 效应 完全 相 同， 即 它的电压有效值为 E=E2， 电流有效值 ?下面介绍几种典型交 R上，那么经一周期产生的热量应等于它为全波交流 U全2T R 1 同理得I半=—I m. 2 所以左下图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通入 七，m 、2
2 2 于直流电产生热量的—，这里t是一个周期内脉动时间.由I矩2RT= ( — ) I m2RT或() T T R
T=T(牛)「得1矩=：T Im，U矩=4.当T=1/2时，1：2im，U矩、2Um. (5)非对称性交流电有效值 假设让一直流电压 U和如图所示的交流电压分别加在冋一电阻上，交变电流在一个周 期内产生的热量为Q1= 2 2 U1 T U2 T ..................... . .............. .. ，直流电在相等时间内产生的热量 R 2 R 2 2?—电压U o=1O V的直流电通过电阻R在时间t内产生的热量与一交变电流通过R/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？ 解：根据t时间内直流电压U o在电阻R上产生的热量与同一时间内交流电压的有效值U在电阻R/2 上产生的热量相同，则 3?在图示电路中，已知交流电源电压u=200si n10n t V,电阻R=10 Q ,则电流表和电压表读数分别为 A.14.1 A,200 V C.2 A,200 V 分析：在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表示数为 200 V=141 V,电流值i=U= ：00 R 衬2汉10 A=14.1 A. U2 T,根据它们的热量相等有 +U 2 )，同理有I = ￡(I 1I 22). 2 2 知=胡「所以U哼=5 2 V B.14.1 A,141 V D.2 A,141 V
工频电压 工频电压，是指国家规定的电力工业及用电设备的统一标准电压。 工频：指工业上用的交流电源的频率，单位赫兹（HZ） 我国单相电源工频电压，50赫兹，220V 。三相电源工频电压是50赫兹380V ，由于世界各地工业发展的不平衡及二战期间的殖民统制等原因的影响，工频电压在全世界没有统一的标准，各国各不相同地区性差异很大，以下是世界各地工频电压 亚洲 地区或国名工频电压 中国台湾Taiwan 110V/220V,60Hz 中国大陆China 220V,50Hz 380V, 50Hz, 3 Ph 中国香港Hong Kong 220V,50Hz 日本Japan 110V,关东50Hz，关西60Hz 韩国South Korea 100V,60Hz 新加坡Singapore 230V,50Hz 印度India 127V,50Hz 印尼Indonesia 220V,50Hz 泰国Thailand 220V,50Hz 马来西亚Malaysia 240V,50Hz 420V, 50Hz, 3 Ph 越南Vietnam 220V,50Hz 欧洲 地区或国名交流电压
俄罗斯Russia 220V,50Hz 英国U.K. 240V,50Hz 法国France 127V/220V,50Hz 德国Germany 220V,50Hz 爱尔兰Ireland 220V,50Hz 意大利Italy 127V/220V,50Hz 瑞士Switzerland 220V,50Hz 荷兰Netherlands 220V,50Hz 丹麦Danmark 220V,50Hz 波兰Poland 220V,50Hz 美洲 地区或国名交流电压 美国America 110V 或220V,60Hz , 460V, 60Hz, 3Ph 加拿大Canada 120V 或240V,60Hz 巴西Brazil 127V 或220V,60Hz 哥伦比亚Colombia 110V 或220V,60Hz 不同国家由于历史、政治、经济等原因导致电压不相同。 (纠正下面的错误：根据物理定律，电压越高，电阻传输损耗越小，所以电流传输是通过高压传输的，比如我国高压传输电压有500KV，220kv等，不可能用220v或者110v进行长距离送电的。到了目的地才通过几级的变压器接入民用或者工业使用) ▲附录：
2014年天津港物资公司 低压电工人员专业技术考试题 姓名：部门：分数： 一、判断题（每题2分，40分） 1、发现有人触电时，应当先打120请医生，等医生到达后立即开始人工急 救。 ( × ) 2、特种作业人员进行作业前禁止喝含有酒精的饮料。 ( √ ) 3、金属屏护装置必须有良好的接 地。 ( √ ) 4、低压断路器只能有效地接通、断开负荷电流，而必须由熔断器断开短路电流。( × ) 5、电工作业人员包括从电气装置运行、检修和试验工作的人员，不包括电气安装和装修人员。( × ) 6、新参加电气工作的人员不得单独工 作。 ( √ ) 7、电工是特殊工种，其作业过程和工作质量不但关联着作业者本身的安全，而且关联着他人和周围设施的安 全。 ( √ ) 8、局部电路的欧姆定律表明，电阻不变时电阻两端的电压与电阻上的电流成反比。 ( × )
9、电源电压不变时，电阻元件上消耗的功率与电流的平方成正 比。 ( √ ) 10、并联电路中各支路上的电流不一定相 等。 ( √ ) 11、在额定电压I500w灯泡在两小时内消耗的电能是0. 5kW．h。 ( × ) 12、原使用白炽灯时导线过热，改用瓦数相同的日光灯以后导线就不会过热。 ( × ) 13、直流电路中，局部电路的欧姆定率表示功率、电动势、电流之间的关系。 ( × ) 14、并联电阻越多，总电阻越大。 ( × ) 15、两个并联电阻的等效电阻的电阻值小于其中任何一个电阻的电阻值。( √ ) 16、交流电流是大小和方向随时间周期性变的电流。 ( √ ) 17、U=IR、I=U/R、R=U/I属于欧姆定律的表达式。 ( √ ) 18、用指针式万用表的电阻挡时，红表笔连接着万用表内部电源的正极。( × ) 19、兆欧表是用来测量绕组直流电阻 的。 ( × )
目录 5.1 空载长线路的电容效应3 5.1.1 空载长线路的沿线电压分布3 5.1.2 并联电抗器的补偿作用5 5.2线路甩负荷引起的工频过电压7 5.3单相接地故障引起的工频过电压9 5.4自动电压调节器和调速器的影响12 5.5限制工频过电压的其他可能措施13 5.6工频过电压的EMTP仿真14
工频过电压是电力系统中的一种电磁暂态现象，属于电力系统部过电压,是暂时过电压的一种。 电力系统部过电压是指由于电力系统故障或开关操作而引起电网中电磁能量的转化，从而造成瞬时或持续时间较长的高于电网额定允许电压并对电气装置可能造成威胁的电压升高。部过电压分为暂时过电压和操作过电压两大类。 在暂态过渡过程结束以后出现持续时间大于0.1s(5个工频周波)至数秒甚至数小时的持续性过电压称为暂时过电压。由于现代超、特高压电力系统的保护日趋完善，在超、特高压电网出现的暂时过电压持续时间很少超过数秒以上。 暂时过电压又分为工频过电压和谐振过电压。电力系统在正常或故障运行时可能出现幅值超过最大工作相电压，频率为工频或者接近工频的电压升高,称为工频过电压。工频过电压产生的原因包括空载长线路的电容效应、不对称接地故障引起的正常相电压升高、负荷突变等，工频过电压的大小与系统结构、容量、参数及运行方式有关。一般而言，工频过电压的幅值不高，但持续时间较长，对220kV电压等级以下、线路不太长的系统的正常绝缘的电气设备是没有危险的。但工频过电压在超（特）高压、远距离传输系统绝缘水平的确定却起着决定性的作用，因为：①工频过电压的大小直接影响操作过电压的幅值；②工频过电压是决定避雷器额定电压的重要依据，进而影响系统的过电压保护水平；③工频过电压可能危及设备及系统的安全运行。 我国超高压电力系统的工频过电压水平规定为：线路断路器的变电站侧不大于 1.3. p.u（. p.u为电网最高运行相电压峰值）；线路断路器的线路侧不大于1.4. p.u以p.u。特高压工程工频过电压限值参考取值为：工频过电压限制在1.3.下，在个别情况下线路侧可短时(持续时间不大于0.3s)允许在1.4. p.u以下。 电力系统中由于出现串、并联谐振而产生的过电压称为谐振过电压。电力系统中的电感，包括线性电感、非线性电感(如高压电抗器和变压器的励磁电抗)和周期性变化的电感，当系统发生故障或操作时，这些电感可能与其串联或并联的电容(如线路电容和串、并联补偿电容)产生谐振从而分别引发线性谐振、铁磁谐振和参数谐振。目前，人们采取改变回路参数、破坏谐振条件、接入阻尼电阻
检测系统实习报告 题目：基于单片机的工频电压（电流）表的设计姓名： 院（系）：专业： 指导教师：职称： 评阅人：职称： 年月
摘要 在实际中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。 本文详细介绍了一个数字工频电压、电流表设计，以AT89S52单片机为控制核心，由电压、电流传感器模块，真有效值测量模块，信号调理模块，AD采集模块及控制、显示模块等构成。系统采用电压、电流互感器对输入信号进行降压处理，经AD736转换得到原信号的真有效值，由TLC549转换为数字量后送入单片机内进行简要的数据处理并将结果通过LCD实时显示，达到了较好的性能指标。 关键词：工频数字电压（电流）表真有效值AD736 TLC549 AT89S52
Abstract In practice, RMS is the most widely used parameters. Except in special circumstances,voltage meter readings almost all carried out by the RMS of sine wave . The reasons of RMS is widely available, on the one hand, because it directly reflects the size of the exchange of signal energy, which the study of power, noise, distortion, spectrum purity, energy conversion, such as it is very important; On the other hand, it has a very simple superposition of the nature of the calculation will be extremely convenient. The design of single-chip Atmel Corporation AT89S52 as control core, by the current sensor module, True RMS measurement modules, signal conditioning modules, AD acquisition and control module, display module. System uses a current sensor circuit for step-down of the input signal processing, has been converted by the original AD736 True RMS signal by the TLC549 convert into single-chip digital conducted after the brief and the results of data processing in real time through the LCD display, achieve a better performance. Keyword: Digital voltage(current) meter True RMS AD736 TLC549 AT89S52
电工考试题及答案-2016低压电工考试试题及答案
电工考试题及答案_2016低压电工考试试题及答案 低压电工作业指对1千伏(kV)以下的低压电器设备进行安装、调试、运行操作、维护、检修、改施工和试验的作业。下面是关于低压电工作业的考试题，希望能帮助大家顺利通过考试! 一、单选题 l、电工作业人员必须年满( D )岁。 A.15 B. 16 C.17 D.18 2、装设接地线的顺序为( B )。 A.先导体端后接地端 B.先接地端后导体端 C.可以同时进行 D.装设顺序和安全无关 3、一般居民住宅、办公场所，若以防止触电为主要目的时， 应选用漏电动作电流为( C ) mA的漏电保护开关。 A.6 B.15 C.30 D.50 4、电气工作人员连续中断电气工作( A )以上者，必须重 新学习有关规程，经考试合格后方能恢复工作。 A.三个月 B.半年 C.一年 D.两年 5、我国标准规定工频安全电压有效值的限值为( B )V。 A.220 B.50 C.36 D.6 6、关于电气装置，下列( B )项工作不属于电工作业。 A.试验 B.购买 C.运行 D.安装 7、电工作业人员必须典备( C )以上的文化程度。 A.小学 B.大专 C.初中 D.高中 8、电阻、电感、电容串联电路中，电源电压与电流的相位关系是( C )。 A.电压超前电流 B.电压滞后电流 C.不确定 D.同相 9、额定电压( D )V以上的电气装置都属于高压装置。 A.36 B.220 C.380 D.1000 10、电能的单位是( D )。 A.A B.V.A C.w D.kw.h 11、R，Xl，Xc串联电路中，已知电源电压有效值U=220V和R =Xl=Xc=440Q，则电路中的电为( C ) A.O B.0. 25 C.0.5 D.1 12、某直流电路电流为1. 5A，电阻为4 Q，则电路电压为( B ) V 。 A.3 B.6 C.9 D.12 13、电压的单位是( B )。 A.A B.V C.w 14、并联电路的总电容与各分电容的关系是( A )。 A.总电容大予分电容 B.总电容等于分电容 C.总电容小于分电容 D.无关 15、1 kΩ与2 kΩ的电阻串联后接到6V的电压上，流过电的电流为( D )。 A.0. 25 B.0.125 C.0.083333333 D.2 mA 16、电压220V，额定功率100W白炽灯泡的电阻为( D )Ω。 A.2.2 B.220 C.100 D.484 17、电源输出功率的大小等于( A )。
低频电子线路课程设计 ----电压有效值测量电路 姓名：小杰 专业班级：通信工程（4）班 学号：xxxxxxxxx 实验时间：2013.11.25-2013.11.26
电压有效值测量电路 摘要：采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量，先设计电路图用Multisim软件进行仿真，再根据仿真的电路图在面包板上连接电路，用信号发生器和万用表检验实际电路是否符合要求。 一、设计任务与技术指标 1.设计任务 采用通用运放LM 324和检波二极管设计一个峰值半波整流电路，实现对正弦波电压有效值的测量。 2.技术指标 输入信号频率范围：0~100mV 上限频率：5KHz 电压显示：万用表直流档 电源电压：12V范围内可任选 二、设计要求 1.熟悉电路的工作原理。 2.根据技术指标通过分析计算确定电路形式和参数元件。 3.画出电路原理图。（元器件标准化，电路图规范化） 4.计算机仿真。 三、实验要求： 1、根据技术指标确定测试项目、测试方法和步骤。 2、确定实验所用仪器。 3、作出记录数据的表格。 4、完成实验。 四、实验原理 1、电路工作原理 下图为精密半波整流电路与电容滤波电路所组成的实验原理图，它属于反相型运放电路。当输入电压为正极性时，运放输出为负极性时，运放输出U o1 为负 极性，二极管D2导通、D1截止，输出电压U O 为零。当输入电压U I 为负极性时， U o1 为正极性，此时D1导通、D2截止，电路处于反相比例运算状态，输出电压 U O =-U I R f /R i。
图1. 仿真实验原理电路图
第5章工频过电压计算 目录 5.1 空载长线路的电容效应 (4) 5.1.1 空载长线路的沿线电压分布 (4) 5.1.2 并联电抗器的补偿作用 (6) 5.2线路甩负荷引起的工频过电压 (9) 5.3单相接地故障引起的工频过电压 (11) 5.4自动电压调节器和调速器的影响 (15) 5.5限制工频过电压的其他可能措施 (15) 5.6工频过电压的EMTP仿真 (16)
第5章工频过电压计算 工频过电压是电力系统中的一种电磁暂态现象，属于电力系统内部过电压,是暂时过电压的一种。
电力系统内部过电压是指由于电力系统故障或开关操作而引起电网中电磁能量的转化，从而造成瞬时或持续时间较长的高于电网额定允许电压并对电气装置可能造成威胁的电压升高。内部过电压分为暂时过电压和操作过电压两大类。 在暂态过渡过程结束以后出现持续时间大于0.1s(5个工频周波)至数秒甚至数小时的持续性过电压称为暂时过电压。由于现代超、特高压电力系统的保护日趋完善，在超、特高压电网出现的暂时过电压持续时间很少超过数秒以上。 暂时过电压又分为工频过电压和谐振过电压。电力系统在正常或故障运行时可能出现幅值超过最大工作相电压，频率为工频或者接近工频的电压升高,称为工频过电压。工频过电压产生的原因包括空载长线路的电容效应、不对称接地故障引起的正常相电压升高、负荷突变等，工频过电压的大小与系统结构、容量、参数及运行方式有关。一般而言，工频过电压的幅值不高，但持续时间较长，对220kV电压等级以下、线路不太长的系统的正常绝缘的电气设备是没有危险的。但工频过电压在超（特）高压、远距离传输系统绝缘水平的确定却起着决定性的作用，因为：①工频过电压的大小直接影响操作过电压的幅值；②工频过电压是决定避雷器额定电压的重要依据，进而影响系统的过电压保护水平；③工频过电压可能危及设备及系统的安全运行。 我国超高压电力系统的工频过电压水平规定为：线路断路器的变电站侧不大于 1.3. p.u为电网最高运行相电压峰值）；线路断路器的线路侧不大于p.u（. 1.4. p.u以p.u。特高压工程工频过电压限值参考取值为：工频过电压限制在1.3.下，在个别情况下线路侧可短时(持续时间不大于0.3s)允许在1.4. p.u以下。 电力系统中由于出现串、并联谐振而产生的过电压称为谐振过电压。电力系统中的电感，包括线性电感、非线性电感(如高压电抗器和变压器的励磁电抗)和
生产经营单位从业人员安全培训复习题 一、填空题 1、岗位安全操作要求的内容一般包括：遵守设备设施安全运行制度，明确设备设施使用守则，等。 2、设备运行安全检查是设备安全管理的重要措施，是设备故障和事故发生的有效方法。 3、设备操作人员要求做到“四会”是会使用、会维护、会检查、。 4、专业电工必须掌握必要的电气安全技能，必须具备良好的电气。 5、一般钳工分为两大类：一是机械维修钳工，二是钳工。 6、机械设备根据有关安全要求，必须装设合理、可靠、不影响的。 7、土方深度超过米时，周围必须设两道护身栏杆。 8、汽车在出入厂区大门时的时速不得超过 km；在厂区道路是行驶，时速不得超过 km。 9、在焊割作业过程中，容易造成触电、火灾及伤害等事故。 10、有毒有害物品的装卸搬运时，在作业现场要备用必要的和相应的消毒药剂以及冲洗、消防器材。 11、触电事故是由于能量施于人体而造成的。 12、保护接地和是防止间接接触触电电击最基本的措施。 13、是现代生产和生活中不可少的设备，机械在给人们带来高效、快捷、方便的同时，也会带来各种危害。 14、锅炉安全装置，是指保证锅炉安全运行而装设在设备上的一种附属装置，又称为。 15、压力容器操作人员必须持证上岗，并定期接受与安全教育。
16、生产过程中，、、称为“三违”。 17、违章发生的场所在或作业现场。 18、的一切行动必须服从有关领导的统一指挥，不可各自为政。 19、职业有害因素是指职业活动在存在的不良因素，既包括生产过程中存在的有害因素，也包括和中存在的有害因素。 20、综合防尘措施可概括为八个字，即“革、、密、风、管、教、护、检”。 21、职业病有大类、115种职业病。 22、“安全第一、预防为主、综合治理”，三者的关系是和的有机统一的辩证关系。 23、《劳动法》规定，工作时间上国家实行劳动者每日时间不超过小时。 24、用人单位未依法为劳动者缴纳社会保险费的，劳动者可以劳动合同。 25、安全色和安全标志是为了在特定工作环境中，提醒做好防护。 26、E类火灾是物体燃烧的火灾。 27、在特别危险的场所，如锅炉、金属容器内、潮湿的地沟处等，其电压不得超过伏特。 28、无视规章制度，明知故犯的行为，往往都是导致事故发生的。 29、生产经营单位的厂规厂纪是保证安全生产的。 30、三不伤害是指：。 二、判断题 1、工厂、车间内的电气设备，不要随意乱动。（） 2、雷雨天气，必须打开门窗。（）