浅析电网谐振过电压的限制措施
摘要：随着社会的进步与发展，人们对供电量及供电质量的要求越来越高，因此智能化配电网的应用越来越广泛。本文着重讲解了智能配电网的各种相关技术，主要有自动计量管理、移动作业管理、资产远程监控、可视化地理信息平台、基于IP的监控与数据采集技术、先进的配电网络等。
关键词：智能化配电网移动作业管理资产远程监控
虽然现有的电力输送基础设施尚可以基本满足电力工业的需要，但是随着工业化程度的迅速发展，供电质量要求越来越高、不间断供电要求越来越强烈，现有的陈旧的供电设备就很难满足供电的需要。另外，由于受到国家电价政策的限制，供电企业面临的基础设施资金压力相当大。
为解决上述问题，智能化配电网便应运而生，事实上现在的配电网已经开始向智能化迈进。比如现在采用的自动计量管理、移动作业管理、资产远程监控、可视化地理信息平台、基于IP的监控与数据采集技术、先进的配电网络等技术，已经在配电网中发挥了巨大的优势。
1 传统的配电网面临的压力
1.1 经济压力
作者简介：李智欢 (1985—)，男，工程师，博士，研究方向为电力系统无功优化； 张艳艳(1991—)，女，硕士研究生，研究方向为电力系统分析与计算。 南方电网无功电压问题浅析 李智欢1，张艳艳2，苏寅生1，黄河1，陈金富2 (1.中国南方电网有限责任公司，广东 广州 510623； 2. 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)，湖北 武汉 430074) 摘 要：本文简要介绍了无功电压控制策略，给出了南方电网无功配置情况、无功平衡情况、N-1电压水平情况，分析了南方电网无功电压运行存在的问题，并提出相应的措施和建议，从电网运行方式安排、静态无功补偿、无功分层分区平衡控制、动态无功支撑、电压无功自动控制和电压无功监督管理方面对南方电网的无功电压工作提出建议。 关键词：南方电网；无功功率；电压水平；无功电压控制 Analysis on Southern Power Grid Reactive V oltage Problem LI Zhi-huan 1, ZHANG Yan-yan 2, SU Yan-sheng 1, HUANG He 1, CHEN Jin-fu 2 (1.China Southern Power Grid Co. Ltd., Guangzhou 510623, China ； 2. State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology (Huazhong University of Science and Technology), Wuhan 430074, China) Abstract: The paper uses BPA which is developed by China Electric Power Research Institute to simulate and analyze and make calculation based on southern power grid operation mode data. The paper gives cases about southern power grid reactive power configuration, reactive power balance and N-1 voltage level. Analyzes the problems existing in the southern power grid reactive voltage operation, and puts forward corresponding measures and Suggestions. Recommendations are made on southern power grid reactive voltage operation in respects of power grid operation arrangement, static reactive power compensation, reactive layered and zoned control balance control, dynamic reactive power support, Automatic V oltage Control (A VC), and voltage reactive power supervision and management. Key Words: South China Power Grid; reactive power; voltage level; reactive power and voltage control 0 引言 南方电网覆盖五省区，包括广东、广西、云南、贵州和海南。其中云南、贵州500kV 网络呈辐射状，广东、广西存在多个500kV 输电环网，海南以220kV 的环岛线路作为输电主网。南方电网特点是远距离、大容量西电东送和交直流混合输电，是目前国内最复杂的电网[1]。截至2013年底，南方电网统调装机容量约2.1亿kW ，其中火电占48.5%，水电占比37.6%，核电约占2.9%，全社会用电量8500亿千瓦时，预计2014年底统调装机容量为2.27亿kW 。五省区经济发展和能源资源分布不平衡，经济发展相对落后的云南、贵州、广西三省，煤炭和水能资 源丰富，这样的不平衡决定了南方电网远距离、大规模西电东送的发展趋势。2014年，南方电网形成八交八直的输电网络格局[2]。 随着南方电网的发展，其电网结构日益复杂，主网交直流混合运行通道越来越多。多条直流馈入广东电网，受端直流落点集中，呈现“强直弱交”的特点。南方电网地理跨度大，分片电网发展不均衡，分区间无功电压差异特性大，对交直流混合运行输电且负荷相对集中的南方电网来说，当输电通道潮流较重且出现多重故障时，容易发生电压崩溃。无功电压控制涉及到南方电网的安全经济运行，为加强南方电网的无功平衡和电压控制的管理，本文分析了南方电网的无功电压存在的问题，并提出了相应的措施，用以指导南方电网下一步无
电力系统过电压 一、单选题 1.一般地，电力系统的运行电压在正常情况下不会超过（B）。P215 A、额定线电压 B、允许最高工作电压 C、绝缘水平 D、额定相电压 2.电力系统过电压分成两大类（D）。P216 A、外部过电压和短路过电压 B、外部过电压和大气过电压 C、操作过电压和短路过电压 D、雷电过电压和内部过电压 3.外部过电压，与气象条件有关，又称为（B）。p216 A、气象过电压 B、大气过电压 C、污秽过电压 D、条件过电压 4.电力系统过电压分成两大类（B）。P216 A、外部过电压和短路过电压 B、内部过电压和大气过电压 C、操作过电压和短路过电压 D、雷电过电压和大气过电压 5.云中的水滴受强烈气流的摩擦产生电荷，而且小水滴带（B）。P216 A、正电 B、负电 C、静电 D、感应电 6.在两块异号电荷的雷云之间，当（D）达到一定值时，便发生云层之间放电。P216 A、电流 B、电压 C、距离 D、电场强度 7.雷电直接击中建筑物或其他物体，造成建筑物、电气设备及其他被击中的物体损坏，雷电的这种破坏形式称为（A）。 p216 A、直击雷 B、感应雷 C、雷电波侵入 D、雷电的折射与反射 8.雷电放电时，强大的雷电流由于静电感应和电磁感应会使周围的物体产生危险的过电压，造成设备损坏、人畜伤 亡。雷电的这种破坏形式称为（B）。P217 A、直击雷 B、感应雷 C、雷电波侵入 D、雷电的折射与反射 9.防雷设施及接地装置是（D）。P217 A、将导线与杆塔绝缘 B、将导线与与大地连接 C、将电流引入大地 D、将雷电流引入大地 10.安装在烟囱顶上的避雷针直径不应小于下列数值（D）。p217 A、10mm B、12mm C、16mm D、20mm 11.下列避雷针高度为h，其影响系数描述正确的是（A）。P218 A、h＜30m时P＝1 B、h＞30m时P＝1 C、h＜30m时P＝5.5／h D、以上都可以 12.为防止直接雷击架空线路，一般多采用（B）。P219 A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、消雷器 13.避雷线一般用截面不小于（D）镀锌钢绞线。P219 A、25mm2 B、50mm2 C、75mm2 D、35mm2 14.下列关于避雷线保护角描述正确的是（D）。P219? A、保护角越小，越容易出现绕击 B、山区的线路保护角可以适当放大 C、保护角大小与线路是否遭受雷击无关 D、多雷区的线路保护角适当缩小 15.电气设备附近遭受雷击，在设备的导体上感应出大量与雷云极性相反的束缚电荷，形成过电压，称为（B）。老书 P168 A、直接雷击过电压 B、感应雷过电压 C、雷电反击过电压 D、短路过电压 16.与FZ型避雷器残压相比，FS型避雷器具有（D）特点。老书P181 A、残压低 B、体积小 C、有均压电阻 D、残压高 17.阀型避雷器阀电阻片具有（A）特性。P221
西南交通大学 本科毕业设计（论文） 电力系统无功与电压稳定性的分析与研究STATION'S PLANE DESIGN OF CATENARY BASED ON CAD TECHNOLOGY 年级:2008级 学号:20088033 姓名:闫锐毅 专业:铁道电气化 指导老师:杨乃琪 2012年6月
院系电气工程系专业电气工程及其自动化 年级2008级姓名闫锐毅 题目电力系统无功与电压稳定性的分析与研究 指导教师 评语 指导教师(签章) 评阅人 评语 评阅人(签章)成绩 答辩委员会主任(签章) 年月日
毕业设计（论文）任务书 班级电化2006级2班学生姓名陈琪学号20066713 发题日期：2010年3月1日完成日期：2010年的6月25日 题目基于CAD技术的接触网站场平面设计（京沪A站） 1、本论文的目的、意义接触网是电气化铁道中重要供电装置，接触网平面设计特别是接触网站场平面设计是施工设计的重要内容。从设计、施工等部门来看，接触网平面设计占用了大量人力，花费过多精力，据统计每年毕业生中至少六成以上要长期从事接触网设计、施工及运营维护工作。因此，对电化专业而言掌握接触网平面设计及相关知识就显得非常重要。随着计算机技术的发展，近年来CAD技术在该领域得到了广泛应用，设计等部门普遍采用CAD技术进行辅助设计，节约了大量人力及精力，为该领域指明了发展方向，基于高速电气化铁路近年来飞速发展的需求，掌握高速接触网平面设计及相关知识就显得非常重要。本论文的目的是通过毕业设计，掌握350km/h高速接触网平面设计及CAD技术的应用。 2、学生应完成的任务 ①完成指定车站（京沪A站）站场平面设计所需的必要计算。 ②完成应用CAD技术的站场平面布置图。 ③完成一跨距吊弦长度计算。
电力系统过电压复习重点内容 1. 过电压：由于雷电、电磁能量的转换会使系统电压产生瞬间升高，其值可能大大超过电 气设备的最高工频运行电压 2. 按其不同能量来源分类： 3.行波的折射与反射 212211221Z Z Z Z Z Z Z αβαβ?= ? +?-?=?+?? =+?? 4.串联电感 折射电压波 u2f 的陡度： /2f 1f 2d 2e d t T u u Z t L -= t = 0 时陡度有最大值： 21f 2 max d 2d t f u u Z t L ==
并联电容：在Z2线路中折射电压的最大陡度： 2f1f max1 d2 d t u u t Z C = = 5. 入口电容： T0000 000 1d1 () d x x Q u C K K U U U x U K α α = = ==== === 6.绕组初始电压分布不均匀的主要原因是电容链中对地电容的分流作用。 改善绕组初始电位分布，使之接近稳态电位分布的方法主要有两种：一是补偿对地电容的影响，并联补偿；二是增大纵向电容，采用纠结式绕组或内屏蔽式绕组。 7.冲击电压在变压器绕组间的传播包括静电感应，电磁感应 8.雷电放电过程：先导放电阶段，主放电阶段，余辉放电阶段 雷暴日Td 是指该地区平均一年内有雷电放电的平均天数，单位d/a 。 雷暴小时Th 雷暴小时是指平均一年内的有雷电的小时数，单位h/a。 雷电流陡度是指雷电流随时间上升的速度。雷电流陡度 2.6 a I = 衡量输电线路防雷性能的重要指标是耐雷水平和雷击跳闸率。 （1）雷击输电线路时，线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值称为输电线路的“耐雷水平”，以kA为单位。 （2）输电线路的雷击跳闸率是指标准雷暴日数为40时，每年每100km长的线路因雷击引起的跳闸次数，单位为次/100km·年。 输电线路的直击雷过电压： （1）雷击杆塔塔顶或附近避雷线时的过电压（2）雷绕击导线时的过电压（3）雷击档距中央避雷线时的过电压 雷击杆塔时的耐雷水平I1为 50% 1 (1)()(1) 2.6 2.6 g a t c i t c U I h h L h k R k k h h ββ = -+-+- 当忽略避雷线与横担高度的差别，即ht≈ha、且hg≈hc时， 50% 1 (1)() 2.6 2.6 t c i U I L h k R β = ??-++ ?? ?? 9.为了防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间的空气间隙Sa被击穿而造成反击事故，必须要求Sa大于一定距离，取空气的平均耐压强度为500kV／m；为了防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Se被击穿，必须要求Se大于一定距离，取土壤的平均耐电强度为300kV／m，Sa和Se应满足下式要求: Sa≥0.2Ri＋0.1h Se≥0.3Ri 在一般情况下，间隙距离Sa不得小于5m；Se不得小于3m。 10. 构架避雷针注意事项： （1）严禁将照明线、电话线、广播线及天线等装在避雷针或其构架上； （2）如在避雷针的构架上设置照明灯，灯的电源线必需用铅护套电缆或将导线装在金属管内，并将引下的电缆或金属管直接埋入地中，其长度在10m以上，这样才允许与屋内低压配电装置相连，以免雷击构架上的避雷针时，威胁人身和设备的安全；
?当电力系统进行操作或发生接地故障时，就会在由电气设备构成的集中参数电路中产生 电磁暂态过程，引起系统电压的升高或产生过电流。 ?当电力系统中某一点突然发生雷电过电压或操作过电压时，这一变化并不能立即在系统 其它各点出现，而要以电磁波的形式按一定的速度从电压或电流突变点向系统其它部位传播。 ?电磁波在分布参数电路中传播产生的暂态过程，简称波过程。 一般架空单导线线路的波阻抗Z≈500Ω，分裂导线波阻抗Z≈300Ω ?冲击电晕对导线耦合系数的影响 发生冲击电晕后，在导线周围形成导电性能较好的电晕套，在这个电晕区内充满电荷，相当于扩大了导线的有效半径，因而与其它导线间的耦合系数也增大。 ?冲击电晕对波阻抗和波速的影响 冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小 ?冲击电晕对波形的影响 冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性， 有利于变电所的防雷保护。 最大电位梯度出现在绕组的首端。冲击电压波作用于变压器绕组初瞬，绕组首端的电位梯度是平均电位梯度的αl倍。αl越大，电位分布越不均匀，相应绕组的抗冲击能力越差。（危及变压器绕组的首端匝间绝缘） ?最大电位梯度均出现在绕组首端，其值等于αU0，对变压器绕组的纵绝缘（匝间绝缘） 有危害。 ?绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外，还与作用在绕组上的冲击电压波形有关。 过电压波的波头时间越长（陡度越小），由于电感分流的影响，振荡过程的发展比较和缓，绕组各点的最大对地电压和纵向电位梯度都将下降；反之则振荡越激烈。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，外加电压已经大为减小，导致绕组各点的对地电压和电位梯度也比较低。 ?变压器绕组内部保护的关键措施是：改善绕组的初始电位分布，使初始电位分布尽可能 地接近稳态电位分布。这可有效地降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度，并削弱振荡，减小振荡过电压的幅值。 （1）补偿对地电容C0dx的影响；（静电环）（2）增大纵向电容K0/dx （纠结式绕组）绕组匝间绝缘所承受的冲击电压为Uab=ālab/v ?侵入波的陡度愈大，每匝线圈的长度愈长，或波速愈小，则作用在匝间的电压也愈大。 ?为了限制匝间电压以保护绕组的匝间绝缘，必须采取措施来限制侵入电机的波的陡度。
新疆大学 课程设计报告 所属院系：科学技术学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：电子技术基础上 设计题目：过电压保护电路设计 班级：电气14-1 学生姓名：庞浩 学生学号：20142450007 指导老师:常翠宁 完成日期：2016.6.30
课程设计题目： 课程设计是将理论知识应用到实践中的过程，是理论和实践的结合。此外，电子技术综 合课程设计是将我们所学的《模拟电子技术基础》和《电路》的综合应用，欲通过此次课程设计将我们所学的理论知识运用到生活实践之中去，一致更好的学习理论知识。我们此次的设计任务是“电网电压异常报警器过电压保护电路设计”，主要是针对我们学习模拟电子技术与之前所学的物理、电路基础综合起来，进行综合，以设计培养我们独立分析、思考与解决实际问题的能力。以及如何学以致用，将所学的课程运用到实践生活中。 通过此次的课程设计，我们应该达到以下的基本要求： 1．能够在理论知识的基础上进一步熟悉常用电子器件得的类型和特性，合理地进行选择和运用。 2．能够独立地对课题进行分析，运用所学的理论知识，通过翻阅资料，设计出最优方案。 3．学会电子电路的安装与调试技能，培养我们分析与解决问题的能力。 指导教师评语： 评定成绩为： 指导教师签名：2016年6月30日
电网电压异常报警器 过电压保护电路设计（Over Voltage Protection） 一、总体方案的选择 经过小组成员的分析与讨论，得出过电压保护电路设计的框图如下： 1．双向二极管限幅电路 运用二极管的单向导通性，可以对输入电压进行限幅。电路图如1-1所示，限幅后的波形图如图1-2所示。 图1-1二极管双向限幅仿真电路图
电网调度运行中无功功率和电压问题分析朱鸿悦 发表时间：2019-08-07T09:01:21.127Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：朱鸿悦 [导读] 摘要：电网调度运行中做好无功功率和电压控制调节工作，是实现电网运行优化目标的关键措施。 国网福建省电力有限公司三明供电公司福建省三明市 365000 摘要：电网调度运行中做好无功功率和电压控制调节工作，是实现电网运行优化目标的关键措施。文章首先对电网调度运行中的无功功率和电压控制要求进行分析，进而分别探讨无功功率与电压控制的调节技术，以期为电网调度运行管理提供参考，提升电网运行的稳定性及供电质量。 关键词：电网调度运行；无功功率；电压问题 一、电网调度运行中无功功率和电压的控制要求 电网调度作为电力系统运行管理的重点工作，直接影响到某一供电区域内的供电质量。在电网实际运行中，可能会受到无功电源不足、电压不稳定、负荷不平衡等诸多因素的干扰。因此，必须采取有效的控制和调节措施，实现无功功率和电压参数的实时监测和有效控制。为满足电网运行安全、稳定、供电质量等方面的要求，电力企业建立了较为完善的电网调度运行管理体系。在电网运行过程中，调度员需要在电力系统中安装无功补偿装置，并检查其性能和容量。根据电网运行方式合理配置无功补偿设备，根据运行调试结果判断其是否能满足电网稳定运行的要求。在这一过程中，需要观察电力系统的静态和动态特性。如果电网的稳定性较差，需要进一步调整，以避免无功功率和电压变化的问题，影响电网运行质量。在电网中设置无功补偿设备的主要功能是补偿无功电耗，通过与其它设备连接避免电压崩溃，以满足电力设备运行的实际需要。此外，电网调度运行中的无功和电压控制也应满足降低电能损耗的要求。通过加强对母线和功率因数的控制，可以优化电网的整体运行效果。 二、电网调度运行无功控制技术研究 2.1负荷分段控制 无功损耗是影响电网运行质量的重要因素。目前，无功控制技术的研究已经取得了许多成果，在实际应用过程中也取得了良好的效果。根据电力系统的调度和运行特点，由于电力系统中负荷节点较多，且负荷节点会发生变化，很难精确控制其无功功率。然后，根据电网的实际运行情况，及时采取相应的调整措施。在这方面，可以采用分载控制技术，即在不同的时间段（通常以小时为单位）处理每个节点的负荷，并采用积分中值法计算负荷值。在分段控制过程中，还必须保证无功补偿装置的合理配置。根据电网运行情况，计算无功备用功率，保证无功补偿装置正常运行，保证电力系统的安全。在正常运行调度过程中，必须适应区域负荷变化，及时采取调度措施，优化电网运行质量。 2.2设备控制 根据电网调度和运行管理的要求，在无功控制方面，调度员需要随时掌握电网运行的最佳效果，并对其进行准确测量，以判断电网运行质量是否满足要求。在负荷分段控制的基础上，确定不同时段电网负荷的动作值。如果动作值较小，则不应将动作权限分配给加载设备。反之，当动作值较高时，需要增加负荷设备的权限，以保证无功配电的平衡。假设电网负荷设备的运行值为s，运行时间为t，装置个数为i，它们之间的关系应满足s t，i=1。在负荷段中，离散变量在不同时段的变化公式分别为δCi、t=Ci、t-Ci、t-1和δTi、t=Ti、t-Ti、t-1。其中，ci、t为电容站，ti、t为变压器单位。在相同值的情况下，如果允许的动作不足，可以说明电力系统的调度要求。根据总负载，可以分配CI、T和TI、T的权限。 2.3无功功率平衡调整 在电网正常运行时，电压水平与无功功率平衡水平成正比，因此无功功率水平可以用稳态电压水平来表示。在电网调度运行中，有具体的正常电压标准和事故电压标准。例如，220千伏电网长期运行的最大允许电压为242千伏，最小电压是根据系统稳定要求和用电约束确定的。220千伏系统正常运行的最低电压和事故运行的最低电压不得低于209千伏。为了保证所有线路在电网故障时也能有一定的稳定裕度，变电站应具有一定的备用无功容量。在无功功率平衡调节过程中，考虑到调频和调峰的要求，可以将其与有功备用情况进行比较。其中，电压的变化具有区域性的特点，即无功负荷的变化只影响一定范围内的电压，因此可以采用现场平衡策略，实行分级分区调节。通过尽可能减少层间无功输电，可以避免主变无功输电时的大量电能消耗，提高电网运行的经济效益。 三、电网管理因素 电网管理因素主要是人为因素造成的，主要是由于缺乏对线损的有效管理，造成了各种线损问题，主要表现在以下几个方面：一是个别用户私自拉线，有非法用电，或有非法窃电；二是电网管理因素的存在。电网运行维护管理不到位，导致电网中一些老化的电气元件不能有效使用。换言之，绝缘水平差，存在漏电问题，或电能计量装置老化，测量本身误差较大；第三，抄表人员责任心不足，存在误读和漏电问题；上述线损问题都是由于仪表的故障造成的。四是对线路损耗的维护和管理，由于不可控因素的影响，所以缺乏一定的规律性，不能准确地进行。计算只能用实际统计数据进行评估。一般来说，管理线损是电厂供电、电力企业售电和技术线损。 四、电网规划因素 电网规划的主要内容包括电网布局、电气设备选型等，在实施上述内容时，也存在一些可能对线损产生一定影响的因素。这些因素主要表现在以下几个方面：一是在偏远农村地区，受客观地形条件、资金等因素的限制，存在输电线路长、电网长期超负荷运行等问题。它大大增加了输电线的损耗。其次，对于一般的配电线路，连接方式通常采用分支辐射，以“照顾”更多的负荷点，无形地延长供电半径，公用变压器设备太多，供电线路过于曲折，导致供电线路截面不匹配，这是困难的。为了满足实际需求，或者负载率很低。这个问题大大增加了线路损耗。第三，线路负荷分配不科学、不合理，无法在电网中实现良好的平衡，导致在用电高峰期部分线路末端承受较大负荷，造成线路损耗大幅度增加。第四，在电网中，电力设备配置时，没有充分考虑用户用电规律，导致电力设备配置不合理，出现“空载”或“过载”问题，造成线路损耗过大。 五、电网优化及电压分区控制技术 在电网调度运行过程中，提高电压平衡，保证正常的功率因数和电压参数，是实现电网失电优化控制的关键。如果总功率过高，说明电网存在运行风险。通过开关和并联补偿来控制功率因数是十分必要的。在电压分区控制方式下，控制原理与无功分段控制基本相同。电力调度员设置监控点，监控电网中的实际电压运行情况。一旦发现异常，应立即通过监控系统发送预警信息，值班人员可根据信息提示尽
电网调度运行中无功功率和电压问题的分析 发表时间：2018-12-04T09:20:12.190Z 来源：《河南电力》2018年12期作者：任晓亮张国栋仝玮 [导读] 本文总结了电网调度运行中无功功率和电压问题控制的要点，强调对两者进行优化控制的重要性，并从负荷分段、设备设置，以及时段调整三方面，阐述了无功功率的控制方案。从母线控制、网损优化等方面，探讨了电压控制方案。 （国网晋城供电公司山西省晋城市 048000） 摘要：我国经济建设最近几年发展非常迅速，得到了各行业的大力支持，同时我国电力行业的快速发展改善了我国人们的生活水平。电网调度过程中无功功率与电压问题较为常见，对其优化控制是提高电网运行稳定性的关键。本文总结了电网调度运行中无功功率和电压问题控制的要点，强调对两者进行优化控制的重要性，并从负荷分段、设备设置，以及时段调整三方面，阐述了无功功率的控制方案。从母线控制、网损优化等方面，探讨了电压控制方案。 关键词：电网调度运行；无功功率；电压问题 引言 我国自改革开放以来，对于电力行业的发展从来没有懈怠过，经过多年不懈努力，取得了非常不错的成就。电网调度中应具有充足的无功功率电源来满足用户与网络的相关要求，电网调度运行中，无功功率平衡主要是指在一定结点电压下的平衡，若无功功率电源不足的话，将会导致节点电压不断下降。加强对其无功功率及电压的有效控制，对保障电网的正常运行具有重要意义。 1无功功率和电压问题控制要点 电网调度运行过程中，调度人员需将无功补偿设备，添加至电力系统中。设备运行前，调度人员需对其及性能以及容量等，进行进一步的检查。（1）运行稳定性：为确保电力系统能够正常运行，调度人员应对系统的静态与动态的运行效果进行观察。如发现系统动态与静态的稳定性均较差，则应对其进行进一步的调整。（2）无功补偿设备：电力系统运行过程中，调度人员需将无功补偿设备与其它设备相连接，以降低电压崩溃问题的发生率，提高电力系统运行的安全性。（3）电力调度人员应以降低网损为目的进行电网调度。同时，加强对母线、功率因数的控制，提高电网运行的稳定性。 2电网调度中无功补偿设备的配置 在电网调度运行中，有必要安装一些无功补偿设备，以实现对电网中电压的有效控制。电压调节是电网调度运行中的重点内容，当无功补偿装置应用在电网运行中时，会导致补偿装置安装地点的电压值发生变化，这种情况下，电源间的负荷及电势角也会随之变化，因此，为了确保所得数值的准确性，应在相关技术准则中，对其进行详细的统计与分析。无功电流配置及电压调节设备需注意以下方面的问题：①确保每个符合区域各自具备较强的无功补偿及调节能力，以更好的适应地区负荷所出现的变化，另外，在实际应用中，不允许利用传输阻抗来完成高压网的无功输送；②相关设备需具备充足的补偿容量及较强的调节能力，以确保系统在各个运行条件均能安全稳定的运行；③相关设备需具备充足的无功备用量，以便在事故发生后，各个点系统的电压能满足相关要求。 3电网调度中的无功功率平衡分析 这里所说的无功功率平衡是一个相对概念，电网实际的调度运行过程中，如果其无功功率的平衡水平较高，电力系统的电压水平值也会相对较高，如果其平衡水平较低，那么电力系统的电压水平也会相对较低，稳态电压水平是判断电网平衡水平高低的重要判断标准，每一个电网在实际运行过程中，都具有其自身的正常电压标准与事故之后的电压标准，电力系统中的最低运行电压是受到厂用电、有载调压变分头范围要求、系统稳定需要等各种因素限制的，电力网络在实际运行过程中，是需要具备一定的备用无功容量的。在电网的实际运行过程中，无功的远距离传输会出现较大的损耗，所以在实际的电网无功功率补偿工作，一般采用分层分区、就地平衡的补偿原则。分层主要是指电压层间的无功平衡，要尽量的降低层间的无功串动，这对于减少主变传输工程中的无功损耗具有积极的作用。 4无功功率的控制技术 电网调度运行中无功功率的控制，包括动态控制技术，与静态控制技术两种。本部分以静态无功功率控制技术为例，阐述了电网调度中的无功功率控制方案：（一）负荷分段控制电力系统运行过程中，存在大量的负荷节点。各节点的负荷，均会随着供电时间的变化，而逐渐发生变化。通常情况下，如将连续性较强的负荷参数，应用到无功功率优化过程中，优化的过程将较为困难。将负荷分时段进行处理，使其以静态的形式体现，是解决上述问题的关键。对此，电网调度人员，可以以小时为单位，对负荷进行分段。并采用积分中值，计算出具体的负荷值。除采用负荷分段的方式控制无功功率外，确保无功功率装置配置无异常，同样较为重要。例如：电网调度人员，可根据电网的运行需求，计算无功备用量。以确保电力安全事故发生后，无功装置能够发挥其功能，确保电力系统能够安全运行。另外，为适应地区负荷变化的需求，高压网电力调度时，需避免应用传输阻抗。（二）控制设备权限为改善电网调度效果，优化电网的无功功率。电力调度人员，应采用相应的规则，对优化效果进行衡量。例如：可对静态负荷进行分段，在此基础上，确定不同时段的不同动作值。如动作值较小，则无需为其分配动作权限。反之，则需增加权限，提高无功功率分配的平衡性。假设以S代表控制设备的动作，采用t代表动作时间，采用i代表设备台数，则三者之间的关系为：St，i=1在负荷分段的基础上，不同时段的离散量变化公式如下：△Ci，t=Ct，i-Ci，t-1△Ti，t=Tt，i-Ti，t-1上述公式中，△Ci，t代表电容器的台数，△Ti，t代表变压器档位。当两者数值相同，且允许动作不足时，则表明电力系统存在调度需求。此时，通过总负荷有功，对△Ci，t与△Ti，t的权限进行分配既可。（三）无功功率平衡为确保电力系统故障发生后电网线路中的稳定裕度，电力调度人员须将变电站的电压控制在较高的水平，至少应高于系统的最低电压。考虑到电力传输距离过长容易增加损耗，可考虑将分层法应用到无功功率的控制过程中，通过对各层间无功功率的调整，减小各层参数的差异，以使电网无功功率，能够实现分区平衡。 5电网调度运行系统的电压控制 在实际应用中，应注意以下几点：①根据逆调压原则，在电压允许偏差范围内，确保高峰时电压值高于低谷时；②将电网的下一级网络电压控制在额定电压所允许的偏差范围内；③在确保电力网络安全可靠运行的同时，还应加大对其的资金投入力度；④将现有补偿设备、调压设备等设备所具备的调压功能充分发挥出来。调度部门除对所属发电厂、变电站进行电压的调整、监督和指挥外，调度部门之间（主网调度与地区网调度）在电网电压管理方面也应建立明确的分工关系。这种分工关系主要是指电网主网和地区网间的无功电力交换和
第四章 1．地面落雷密度：一个雷电日每 km2 的地面上落雷的次数（次/雷电日·km 2 ）。落雷密度为单位时间单位面积的地面平均落雷次数 2.保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？答案：保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备。 3. ZnO 避雷器的主要优点有哪些？答案：ZnO 避雷器的主要优点有无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大、ZnO 避雷器特别适用干直流保护和 SF6 电器保护等优点。适于大批量生产，造价低，经济性能好。 4.跨步电压：人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压。(取跨距为 0.8m)工作接地中，对人身安全造成威胁的电位差包括接触电位差和跨步电位差人所站的地点与接地设备之间的电位差称为接触电势 5.内部过电压倍数：内部过电压倍数：内部过电压幅值与最大运行相电压幅值之比。 6.【简答题】什么叫做操作过电压？答案：电力系统是由电源、电阻、电感、电容等元件组成的复杂系统，当开关操作，或事故状态引起系统拓扑结构发生改变时，各储能元件的能量重新分配并发生振荡，在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程的过电压，称为操作过电压。电力系统由于操作从一种稳定工作状态通过震荡转变到另一种工作状态的过渡过程所产生的过电压称为操作过电压。 7.简述电力系统中操作过电压的种类。答案：①间歇电弧接地过电压②空载变压器分闸过电压③空载线路分闸过电压④空载线路合闸过电压一种是计划性的合闸操作，另一种是自动重合闸操作⑤电力系统解列过电压 8.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。 9.电弧接地过电压：在中性点绝缘的电网中发生单相接地时，将会引起健全相得电压升高到线电压。如果单相接地为不稳定的电弧接地，即接地点的电弧间歇性地熄灭和重燃，则在电网健全相和故障相上将会产生很高的过电压，一般把这种过电压称为电弧接地过电压。 10.影响电弧接地过电压的因素有哪些？答案：（一）电弧熄灭与重燃时的相位；（二）系统的相关参数（相间电容、线路损耗）；（三）中性点接地方式。 11.电弧接地过电压的发展过程和幅值大小都与什么有关？答案：电弧过电压的发展过程和幅值大小都与熄弧的时间有关，存在两种熄弧时间：（1）电弧在过渡过程中的高频振荡电流过零时即可熄灭（2）电弧要等到工频电流过零时才能熄灭 12.什么叫做截流？答案：流过电感的电流在到达自然零点前被断路器强行切断，称为强制熄弧，使得储存在电感中的磁场能量被强迫转化为电场能，导致电压的升高。当采用灭弧能力很强的断路器切断很小的励磁电流时，工频励磁电流的电弧可能在自然过零前被强制熄灭，甚至电流在接近幅值 m I 时被突然截断，这就是断路器的截流现象。 13.为什么说切空载变压器容易发生截流现象？答案：切断 100A 以上的交流电流时，电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的 0.5％～4％，约数安到数十安），电弧提前熄灭，亦即电流会在过零之前就被强行切断。 14.断路器的性能和变压器的参数是怎么影响切空变压器的？答案：切断小电流电弧时，性能差的断路器，由于切断电流能力不强，切除空载变压器时过电压较低；而切除小电流电弧时性能好的断路器，由于切流能力强，切除空载变压器过电压较高。另外，当断路器的灭弧能力差时，切流后在断路器触头间容易引起电弧重燃，而这种电弧重燃与切空线相反，使变压器侧的电容中电场能量向电源释放，从而降低了过电压。使用相同断路器，即使是在相同的截流能力下，当变压器的电容越大和电感越小时，过电压会降低。 15.如何限制切空载变压器的过电压？答案：（一）在断路器的变压器侧加装阀式避雷器。（二）在断路器的主触头上并联一线性或非线性电阻。（三）需频繁进行变压器的分合闸操作的场合可采用：在电弧炉变压器的低压绕组侧并接三相整流电路，直流回路中接有大容量电解电容。 16.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。
电厂的电压无功控制策略和实现方式 邱军，梁才浩 （华中科技大学，武汉430074） 摘要：阐述了电厂电压无功控制的手段、目标、策略和实现方式；分析了约束条件；比较了目前几种主要的电压无功控制实现方式。提出了一种新型的具有独立输入系统的电压无功控制实现方式，该方式具有很高的实用价值。 关键词：电厂；电压；无功；励磁调节器；计算机监控系统 Strategies and Implementation Modes of Voltage and Reactive Power Control for Power Plant QIUJun，LIANGCai－hao （College of Electrical＆Electronic Engineering，Huazhong University of Science＆Technology， Wuhan 430074，China） Abstract：The means and objects of voltage and reactive power control for power plant，as well as thestrategies and implementation modes are discussed，and analyses some restricted conditions．Several currentvoltage／var controlimplementation modes are also compared．Furthermore a new voltage／varcontrolmode ofindependented inputsystem is proposed．It is believed it willhave high applied value． Key words：power plant；voltage；reactive power；excitation regulator；computer monitoring system 1 引言 电压是衡量电能质量的重要指标，电压的运行水平与无功功率的平衡密切相关。为了确保系统的运行电压具有正常水平，系统必须拥有足够的无功电源来满足系统负荷和网络
第二章 电网的电流保护和方向性电流保护 第一节 单测电源网络相间短路的电流保护 配置： 一、电流速断保护（第Ⅰ段）： 对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。 1、短路电流的计算： 图中、1――最大运行方式下d (3) 2――最小运行方式下d (2) 3――保护1第一段动作电流 d s d s d l Z Z E Z Z E I 1)3(+= += φφ d s d d l Z Z E I I 1)3() 2(23 23+= = φ 可见，I d 的大小与运行方式、故障类型及故障点位置有关 最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。（Z s.min ） 最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。（Z s.max ） 2、整定值计算及灵敏性校验 为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路短路整定 max ..1.B d k dz I K I ?=I I 注①）参看15 (3.1~2.1p K k =I 保护装置的动作电流：能使该保护装置起动的最小电流值，用电力系统一次测参数表示。（I dZ ） I 1.dz I 在图中为直线3，与曲线1、2分别交于a 、b 点 可见，有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长 三段式 主保护 后备保护
灵敏性：用保护范围的大小来衡量 l max 、l min 一般用l min 来校验、 %100min ?l l 要求：≥（15～20）％ 希望值50％ 方法：① 图解法 ② 解析法： min .1max 1 .23 d s dZ l Z Z E I += I φ 可得 )23(1%100max 1 .min s dZ L Z I E Z l l -?=?I φ 式中 Z L =Z 1l ――被保护线路全长的阻抗值 动作时间t =0s 3、构成 中间继电器的作用： ① 接点容量大，可直接接TQ 去跳闸 ② 当线路上装有管型避雷器时，利用其固有动作时间（60ms ）防止避雷器放电时保护误动 4、小结 ① 仅靠动作电流值来保证其选择性 ② 能无延时地保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。 二、限时电流速断保护（第Ⅱ段） 1、 要求 ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性 ② 在满足要求①的前提下，力求动作时限最小。 因动作带有延时，故称限时电流速断保护。 2、 整定值的计算和灵敏性校验
电力系统过电压分类和特点 电力系统过电压主要分以下几种类型:大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。 产生的原因及特点是: 大气过电压:由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。因此,220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。 工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。 操作过电压:由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电 压倍数较高。因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。 谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。 变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑? 变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑? 答：变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所的零序阻抗基本不变。遇到因变压器检修等原因使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据规程规定或实际情况临时处理。 (1)变电所只有一台变压器，则中性点应直接接地，计算正常保护定值时，可只考虑变压器中性点接地的正常运行方式。当变压器检修时，可作特殊运行方式处理，例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。 (2)变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。如果由于某些原因，变电所正常必须有两台变压器中性点直接接地运行，当其中一台中性点直接接地的变压器停运时，若有第三台变压器则将第三台变压器改为中性点直接接地运行。否则，按特殊运行方式处理。
当电力系统进行操作或发生接地故障时，就会在由电气设备构成的集中参数电路中产生电磁暂态过程，引起系统电压的升高或产生过电流。 当电力系统中某一点突然发生雷电过电压或操作过电压时，这一变化并不能立即在系统其它各点出现，而要以电磁波的形式按一定的速度从电压或电流突变点向系统其它部位传播。 电磁波在分布参数电路中传播产生的暂态过程，简称波过程。 一般架空单导线线路的波阻抗Z?500 Q,分裂导线波阻抗Z?300 Q 冲击电晕对导线耦合系数的影响 发生冲击电晕后，在导线周围形成导电性能较好的电晕套，在这个电晕区内充满电荷，相当于扩大了导线的有效半径，因而与其它导线间的耦合系数也增大。 冲击电晕对波阻抗和波速的影响冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小 冲击电晕对波形的影响冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性，有利于变电所的防雷保护。最大电位梯度出现在绕组的首端。冲击电压波作用于变压器绕组初瞬，绕组首端的电位梯度是平均电位梯度的a I倍。a l越大，电位分布越不均匀，相应绕组的抗冲击能力越差。（危及变压器绕组的首端匝间绝缘） 最大电位梯度均出现在绕组首端，其值等于 a U0,对变压器绕组的纵绝缘（匝间绝缘） 有危害。 绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外，还与作用在绕组上的冲击电压波形有关。过电压 波的波头时间越长（陡度越小），由于电感分流的影响，振荡过程的发展比较和缓，绕组各点的最大对地电压和纵向电位梯度都将下降；反之则振荡越激烈。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，外加电压已经大为减小，导致绕组各点的对地电压和电位 梯度也比较低。 变压器绕组内部保护的关键措施是：改善绕组的初始电位分布，使初始电位分布尽可能地接 近稳态电位分布。这可有效地降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度，并削弱振荡，减小振荡过 电压的幅值。 （1）补偿对地电容C0dx 的影响；（静电环）（2）增大纵向电容K0/dx （纠结式绕组）绕组匝间绝缘所承受的冲击电压为Uab= alab/v 侵入波的陡度愈大，每匝线圈的长度愈长，或波速愈小，则作用在匝间的电压也愈大。为了限 制匝间电压以保护绕组的匝间绝缘，必须采取措施来限制侵入电机的波的陡度。