工频过电压的1.0 p.u.，其含义应为工频过电压额定值的1.0倍，但该表述并不规范，没有选取基准值。
p.u. -> per unit，标幺值。它是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物理量及参数的相对值。p.u. = 有名值/基准值。例如：实际值为38.5kV 的电压，当选取35kV为基准值时，其标幺值为 1.1p.u.，当选取110kV 为基准值时，其标幺值为0.35p.u.。
工频过电压-> power frequency overvoltage，指电力系统中由线路空载、不对称接地故障和甩负荷引起的的频率等于工频（指工业上用的交流电源的频率，中国工频为50Hz）或接近工频的高于系统最高工作电压的电压，包括暂时过电压、操作过电压等。一般而言，3、6、10kV系统中的工频过电压不超过系统最高电压的1.1倍；35-60kV 系统中的工频过电压不超过系统最高电压的1.0倍。
举例：10kV系统，取10kV为基准值。系统最高电压为1.15p.u.，则工频过电压最大为 1.1*1.15p.u. = 1.265 p.u. = 1.265*10kV = 12.65 kV。
第29卷第31期中国电机工程学报 V ol.29 No.31 Nov. 5, 2009 2009年11月5日 Proceedings of the CSEE ?2009 Chin.Soc.for Elec.Eng. 67 文章编号：0258-8013 (2009) 31-0067-06 中图分类号：TM 621；TM 732 文献标志码：A 学科分类号：470?40 黑启动电机欠励保护导致的电压升高问题研究 贺星棋1，刘俊勇1，杨可2，谢连芳2 (1．四川大学电气信息学院，四川省成都市 610065；2．四川省电力公司，四川省成都市 610041) Research of Over Voltage Caused by Under-excitation Limitation Actions in Black Start HE Xing-qi1, LIU Jun-yong1, YANG Ke2, XIE Lian-fang2 (1. School of Electrical Engineering and Information, Sichuan University, Chengdu 610065, Sichuan Province, China; 2. Sichuan Electric Power Company, Chengdu 610041, Sichuan Province, China) ABSTRACT: This research aims to study over voltage induced by under-excitation limitation moves in black start of the power system. The mechanism of the abnormal voltage increase of the rotor was studied, and the relationship between the threshold of under-excitation limitation and the maximum non-loading length of the line was then derived through the analysis of the distribution parameters of the model system. A corresponding preventive measure was proposed. Its effectiveness was verified by both the real time digital simulator (RTDS) simulation and the actual black start test. KEY WORDS: power system; black start; under-excitation limitation; over voltage; generator protection 摘要：对黑启动过程中发电机带空载长线路可能出现的欠励限制动作导致的系统工频电压升高问题进行了研究。分析了黑启动发电机定子电压在欠励动作后非正常升高的机制，通过对带有分布参数线路的黑启动系统的分析，推导出发电机欠励限制的临界值与空载最大线路长度的关系，并提出相应的预防措施，为黑启动过程合理地配置适用的发电机保护方案，提供了一些理论及实践依据。结合实际，应用实时数字仿真器(real time digital simulator，RTDS)进行仿真，仿真结果及实际系统的黑启动试验结果均证明了所得结论的正确性。 关键词：电力系统；黑启动；欠励限制；过电压；发电机保护 0 引言 当前随着各类极端地质或气候灾害的频繁出现，电网的安全稳定运行也遭遇极大困难，电力系统遭遇黑启动的可能性也越来越大。黑启动是指整个系统因故障停运后，不依靠外部网络帮助，通过系统中具有自启动能力机组的启动，带动无自启动 基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(2004 CB217905)。 The National Basic Research Program of China (973 Program)(2004 CB217905)．能力的机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复[1]，黑启动是电力系统在经历灾变后的有效恢复过程。在此过程中，由于系统规模小、联系弱，无论是网络结构或是系统特性都与正常状态下的系统有很大的差异，可能会出现继电保护的配合问题[2]，发生保护及自动装置的不正确动作而酿成不必要的停电事故，甚至整个电力系统崩溃瓦解[3]，这些隐患的存在可能会造成灾难性的后果，水电机组带空载长线相关问题就是其中一个十分突出的问题。 黑启动一般由具有自启动能力的水电机组自启动成功后再远距离启动火电机组，在此过程中就可能出现由于水电机组带空载长线产生的工频过电压、操作过电压以及谐振过电压等问题，此类电压的升高已经引起了人们的足够重视，文献[4-17]进行了相应的深入研究及仿真，但对于与发电机进相能力直接相关的励磁系统中的欠励限制可能导致的定子过电压，目前在黑启动的相关研究中还没有得到应有的重视；同时由于许多中小型水电机组需经长线路送出电力以及目前确定欠励限制定值时并未考虑发电机带空线能力问题，因此有必要对黑启动中水电机组因欠励限制动作产生的过电压问题进行定量分析。此外从系统安全的角度考虑，为防止过电压损坏设备，需要根据欠励限制动作条件及工作方式，以发电机不进入欠励限制状态为条件，计算发电机所能加带空载线路的最大长度。本文针对此问题进行了分析研究，在分析定子电压非正常升高机制的基础上针对黑启动过程中的带空载长线运行阶段的特点，详细分析了发电机欠励限制的动作值与线路长度的关系及发电机动作行为，为合理地配置适用于黑启动过程的继电保护方案、 DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2009.31.010
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。
电压和安全距离 引言 电在工业和日常生活中应用极为广泛，在工矿企业和家庭中都有品种繁多的电气设备。为保证电气设备和人身安全，必须认真贯彻国家有关规定，以免使人体受到伤害，财产受到损失。 1.安全电压 交流工频安全电压的上限值，在任何情况下，两导体间或任一导体与地之间都不得超过50V。我国的安全电压的额定值为42，36，24，12，6V。如手提照明灯、危险环境的携带式电动工具，应采用36V安全电压；金属容器内、隧道内、矿井内等工作场合，狭窄、行动不便及周围有大面积接地导体的环境，应采用24或12V安全电压，以防止因触电而造成的人身伤害。 2.安全距离 为了保证电气工作人员在电气设备运行操作、维护检修时不致误碰带电体，规定了工作人员离带电体的安全距离；为了保证电气设备在正常运行时不会出现击穿短路事故，规定了带电体离附近接地物体和不同相带电体之间的最小距离。安全距离主要有以下几方面： 2.1设备带电部分到接地部分和设备不同相部分之间的距离（见表1） 2.2设备带电部分到各种遮栏间的安全距离（见表2） 2.3无遮栏裸导体到地面间的安全距离（见表3） 2.4电气工作人员在设备维修时与设备带电部分间的安全距离（见表4） 2.5安全距离的其他规定 表1 各种不同电压等级的安全距离 表2 设备带电部分到各种遮栏间的安全距离 表3 无遮栏裸导体到地面间的安全距离
表4 工作人员与带电设备间的安全距离 2.5.1电气设备的套管和绝缘子的最低绝缘部位对地距离，通常应不小于2500mm。 2.5.2围栏向上延伸，在屋内距地面2300mm处，在屋外距地面2500mm处，与围栏上方带电部分的距离，应不小于表1中规定的数值。 2.5.3设备在运输时，外廓到无遮栏裸导体的距离，应不小于表4中规定的数值。 2.5.4不同时停电检修的无遮栏导体间的垂直交叉距离，应不小于表4中规定的数值。 2.5.5带电部分到建筑物和围墙顶部的距离，见表5。 表5 带电部分到建筑物和围墙顶部的安全距离 2.5.6屋内出线套管到屋外通道路面的距离：35kV及以下为4000mm，60kV为4500mm，110kV~220kV为5000mm。 2.5.7海拔超过1000m时，表3中规定的数值应按每升高100m增大1%进行修正。对35kV及以下的而海拔低于2000m时，可不作修正。
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
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：
工频耐压时容升电压的估算 陈雄宾陈章山许金宝丁苏 （福建省第二电力建设公司，福州市350013） [摘要]在小型工频耐压试验装置中一般不配备高压测量装置，而是从试验变压器低压侧测量的电压乘以试验变压器变比来测量高压侧电压，无法直接在被试品上测量电压。对电容性被试品，由于容升电压的存在，这种测量方法不能反映被试品上的真实电压。通过对试验中容升现象影响因素的分析，采用了一个简单易行的方法来估算容升电压，从而确定被试品上真实电压。并通过实验验证了该方法。 [关键词]工频耐压容升电压漏抗被试品电压 在电气设备绝缘试验中常常要对被试品进行工频耐压试验。因为工频耐压试验时对被试品所施加的电压、波形、频率和被试品内部的电压分布，均符合实际运行情况，能有效地发现绝缘缺陷，是考核被试品绝缘水平的最直接、最有效的方法。交流耐压时，被试品一般属容性的，试验变压器在电容性负载下，由于电容电流在试验变压器的漏抗上会产生压降，使得被试品电压发生升高的现象，即高于试验变压器按变比换算的高压侧电压。这就是耐压试验中的“容升现象”。由于容升现象存在、使得从试验变压器低压侧测量的电压乘以试验变压器变比不能反映被试品上的真实电压，所以在实际工频耐压试验时，就要求直接在试品两端测量电压。但直接在被试品上测量电压，就需要高压测量装置，如分压器或PT 或静电电压表，但在小型工频耐压试验装置中一般不配备高压测量装置，而是从试验变压器低压侧测量的电压乘以试验变压器变比来测量高压侧电压，无法直接在被试品上测量电压。所以必须寻找一种简单方法来确定被试品上实际电压。本文探讨该方法。 1.估算容升电压的理论基础 工频耐压试验简化电路如图1所示，电路中R 是试验变压器绕组直流电阻，L 是试验变压器的漏电感，C 是被试品的电容，Us 为试验变压器高压绕组电势。这样电路就形成了一个RCL 串联回路，由于C 上的电压和X L 上的电压相位差180o 当X L >Xc 时，回路呈感性阻抗；X L ＝Xc 时，电路出现谐振现象；X L 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 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 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 第5章--工频过电压计算 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 第5章工频过电压计算 目录 5.1 空载长线路的电容效应 (6) 5.1.1 空载长线路的沿线电压分布 (6) 5.1.2 并联电抗器的补偿作用 (8) 5.2线路甩负荷引起的工频过电压 (11) 5.3单相接地故障引起的工频过电压 (13) 5.4自动电压调节器和调速器的影响 (16) 5.5限制工频过电压的其他可能措施 (17) 5.6工频过电压的EMTP仿真 (18) 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、接入阻尼电阻等多项措施，使谐振过电压得到有效限制。 高压输电系统的电磁暂态和过电压的计算可用EMTP进行仿真计算研究。 工频耐压试验电压标准 额定电压(kV) 最高 工作 电压 (kV) 1min工频耐受电压有效值(kV) 油浸电力变 压器 并联电抗器电压互感器 断路器 电流互感器 干式电抗器 穿墙套管 隔离开关 干式电力 变压器 纯瓷和 纯瓷充油绝缘 固体有机 绝缘 出厂 交接 大修 出 厂 交接 大修 出 厂 交接 大修 出厂 交接 大修 出厂 交接 大修 出厂 交接 大修 出厂 交接 大修 出厂 交接 大修 出厂 交接 大修 3 3.6 20 17 20 17 25 23 25 23 25 25 25 25 25 23 25 25 10 8.5 6 7.2 25 21 25 21 30 27 30 27 30 30 30 30 30 27 32 32 20 17 (20) (17) (20) (17) (20) (18) (20) (18) (20) (20) (20) (20) (20) (18) (20) (20) 10 12 35 30 35 30 42 38 42 38 42 42 42 42 42 38 42 42 28 24 (28) (24) (28) (24) (28) (25) (28) (25) (28) (28) (28) (28) (28) (25) (28) (28) 15 18 45 38 45 38 55 50 55 50 55 55 55 55 55 50 57 57 38 32 20 24 55 47 55 47 65 59 65 59 65 65 65 65 65 59 68 68 50 43 (55) (43) (50) (43) 35 40.5 85 72 85 72 95 85 95 85 95 95 95 95 95 85 100 100 70 60 66 72.5 150 128 150 128 155 140 155 140 155 155 155 155 155 140 155 155 - - 110 126 200 170 200 170 200 180 200 180 200 200 200 200 200 180 230 230 - - 220 252 395 335 395 335 395 356 395 356 395 356 395 395 395 356 395 395 - - 500 550 680 578 680 578 680 612 680 612 680 680 680 680 680 612 680 680 - - 注1：括号内为低电阻接地系统。 注2：试验电压为对地电压。 2015-2-15 什么是内部过电压？内部过电压的分类？ 电力交流4群：458622441 什么是内部过电压 电气设备和电力线路在运行中有时要改变运行方式，也就是要进行停送电操作。如切、合变压器；切、和电力线路；切、和电容器；切、合电动机等。此外，运行中的电气设备和电力线路也可能发生事故，例如短路跳闸、断线、接地等。无论是由于停送电操作，或者电气事故，都会引起电力系统运行状态的局部变化，即从一种状态变为另一种状态，也就是出现过渡过程。在电路的过度过程中会引起电场能量和磁场能量的转换，这时可能出现很高的电压，形成过电压，这种过电压称为内部过电压。 产生内部过电压的原因很多，所引起的过电压大小不同。有时几种因素交叉重叠在一起，引起的过电压数值很高。一般认为，对地内部过电压可达相电压的3~4倍；相间内部过电压则为对地内部过电压的1.3~1.4倍。根据现场运行经验，有时内部过电压高达相间电压的5~6倍。内部过电压是由电力系统内部电、磁场能量的传递或转换引起的，因此与电力系统的电感、电容参数有关。电阻消耗能量，从而能抑制过电压。由此可见，内部过电压与电力系统内部结构、各项参数、运行状态、停送电操作和是否发生接地、断线等事故有 关，十分复杂。不同原因引起的内部过电压，其电压数值大小、波形、频率、延续时间长短也并不完全相同，预防措施也有区别。内部过电压分类为了便于研究，现行国家技术标准把内部过电压分为工频过电压、谐振过电压和操作过电压，其中工频过电压和谐振过电压又称作暂时过电压。所谓暂时过电压，并不是过电压延续时间短，而是时间长，要求供电系统运行部门采取措施使其尽快消除，使过电压只能暂时存在，不可长时间存在。实际上，在内、外各种过电压中，过电压波长最短的是雷电过电压，主放电只有50~100us，雷 电冲击波波长以微秒计。内部过电压的延续时间都要比雷电过电压长，工频过电压可达几小时，谐振过电压几分钟，操作过电压以毫秒计，时间较短，但比雷电冲击波长了千倍。雷电冲击波时间短，因此可以用避雷器有效地将雷电侵入波对地放电，避免对被保护设备造成过电压击穿损坏。对于内部过电压，由于延续时间长，避雷器无法短时间内将其对地泄放殆尽，而且避雷器本身阀片电阻的热容量也不允许长时间通过大电流。在10KV中性点不接地系统，有时会因单相接地故障激发电压互感器铁磁谐振过电压，引起群发性避雷器爆炸。 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。 目录 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 香港 Hong Kong 220V,50Hz 日本 Japan 110V,关东50Hz，关西60Hz 南韩 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： 每个国家（地区）电压及频率比较 国家电压 / 频率 大溪地(Tahiti) 127V/60Hz 中国(China) 220V/50Hz 巴布亚新几内亚(Papua New Guinea) 240V/50Hz 巴林(Bahrain) 100V/60Hz; 230V/50Hz 日本(Japan) 100V/60Hz 北韩(North Korea) 220V/60Hz 卡达(Qatar) 240V/50Hz 台湾(Taiwan) 110V/60Hz 沙巴(Saba) 240V/50Hz 尼加拉瓜(Nicaragua) 127V/50Hz; 220V/60Hz 危地马拉(Guatemala) 115V/60Hz 沙特阿拉伯(Saudi Arabia) 127V/50Hz; 220V/60Hz 沙特阿拉伯：阿布达比(Abu Dhabi) 240V/50Hz 文莱(Brunei) 240V/50Hz 孟加拉国共和国(Bangladesh) 230V/50Hz 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。 模拟系统电压等级采用750kV ，电源等值电抗S X （包括'd X 、σX 、m X ）取值838.2mH ，线路长度取230km ，补偿电抗器P X 取值5207.2mH ，系统的其它参数取值见附录6-1。第5章工频过电压计算
基于单片机的工频电压(电流)表的设计
第5章 工频过电压计算汇总
(实验)空载长线路电容效应引起的工频过电压
第5章--工频过电压计算
工频耐压试验电压标准
什么是内部过电压内部过电压的分类
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
工频过电压仿真测量
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