自学考试《高电压技术》习题答案

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流“截断”值大,截断电流对应的磁场能量大,截流后转变成电场能量也大,切除空载变压器过电压就高。

9—4 带并联电阻断路器具有主辅两对触头,在主触头上并有电阻,所以称为并联电阻(如书P185上图9—7所示)。空载线路分闸时,主触头S1先分,此时线路仍未从电源切除,S1分闸也会引起振荡的暂态过程,由于S1断口间恢复电压仅为并联电阻的电压降要小于电源电压,所以S1分闸后不易发生电弧重燃。S1分闸后经1.5~2个工频周期,辅助触头S2分闸,线路真正从电源切除,S2分闸后触头间恢复电压也要小于电源电压所以也不容易发生电弧的重燃,这样空载线路分闸过程中都不易发生电弧重燃,当然分闸过电压也降低。空载线路合闸时,辅助触头S2先合闸,线路变成串并联电阻的合闸,由于电阻的阻尼作用,S2合闸过程中的过电压降低。经1.5~2个工频周期,主触头S1闭合,线路真正合闸电源,S1闭合仅将R短接掉,此过程中状态的改变要小于直接合闸电源时的状态改变,所以S1闭合过程中过电压也降低。

9—5 切除空载变压器过电压的限制措施主要是采用避雷器,由于切空变过电压虽幅值较高但其持续时间短,能量小,故可采用阀式避雷器(当然也可用氧化锌避雷器)加以限制,此种过电压也是阀式避雷器所能限制的唯一操作过电压。对于切合空载线路过电压,避雷器不是主要限制措施(主要措施是断路器并电阻),因为这种操作非常频繁,若采用避雷器限制过电压,会使避雷器动作过于频繁。另外即使作用为辅助限制措施,也应选用通流能力较大的氧化锌避雷器。对于电弧接地过电压一般不采用避雷器限制而主要采用接消弧线圈的措施。当然,为保护中性点绝缘和消弧线圈,中性点对地可接避雷器。

10—1 铁磁谐振过电压是在铁磁谐振过程中出现的。要发生铁磁谐振须满足两个条件:一是谐振回路中须有存在非线性的电感(具有铁芯的电感)和线性电容,且正常运行时感抗应大于容抗。二是须由外界因素(如电源电势的扰动)强烈的激发,使谐振回路稳定于谐振工作点。铁磁谐振与线性谐振相比较,具有不同的谐振条件与特点:

1.线性谐振条件是ωL=1/ωC,无需激发;而铁磁谐振条件是ωL0>1/ωC(L0为正常非饱和时的电感)以及外界一定程度的激发,二个条件缺一不可。

2.线性谐振时,谐振回路的电流呈阻性,uL=uC;而铁磁谐振时,谐振回路的电流呈容性,uL<uC,即发生铁磁谐振时ωL≠1/ωC(ωL=1/ωC非稳定工作点)。

3.线性谐振时,回路有固定的自振频率ω=1/LC;而铁磁谐振时回路无固定的自振频率,可发生基波与各种频率谐波的谐振。

10—2 在中性点不接地系统中常出现由于电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压。电磁式电压互感器常接成Y0,如书P198上图10—7所示。正常运行时,电磁式电压互感器各相感抗大于线路容抗,导致并联后呈容性。当系统出现某些扰动,使电压互感器各相饱和程度不同,饱和程度小的相仍成容性,饱和程度大的相可能呈现感性,如参数配合不当恰好使总导纳接近于零,就发生串联谐振。由于谐振使中性点位移电压(正常时为零)急剧上升。而中性点点位升高后,三相导线的对地电位等于各相电源电势与中性点位移电压的相量和。若发生基波谐振,则往往一相对地电压降低,二相对地电压升高。为限制这种铁磁谐振过电压可选用励磁特性较好的电磁式电压互感器;加并对地电容增大三相对地电容来避免出现某些相从容性变为感性,以消除与构成谐振的可能性;在电压互感器开口三角形绕组中短时接入阻尼电阻或在电压互感器一次绕组中性点对地接入电阻以阻尼振荡降低过电压。

10—3 断线过电压是由于断线而引起的铁磁谐振过电压。这里所说的断线包括导线因故障的折断,也包括断路器非全相操作以及熔断器的一相或二相熔断等。断线过电压一般发生于线路末端接有中性点不接地的空载或轻载变压器。断线后,系统处于非全相运行,在上述情况下会形成如书P196上图10—6所示的简化等值串联谐振电路。无论是一相断线还是二相断线,电路中的L都为空载或轻载变压器单相励磁电感的1.5倍,而电路中的E和C则根据断线的位置,一相断线还是二相断线以及电源中性点接地与否而不同,详见书P197上表10—1。要产生断线过电压需满足ωL>1/ωC这一条件,且须在外界因素激发下才有可能发生铁磁谐振,产生断线过电压。为限制和消除这种过电压,措施之一是避免出现非全相运动,如加强巡视和检修预防线路发生断线或保证断路器三相同期动作以避免发生一相或二相拒动,以及不采用熔断器等。措施之二是在中性点接地系统中操作中性点不接地的变压器时,降变压器中性点临时接地。

11—1 绝缘配合就是要协调配合好电力系统中的过电压、限压措施与电气设备绝缘水平三者之间的关系,使之经济上、技术上、运行上都能接受。电气设备的绝缘水平是设备绝缘应能耐受(不发生闪络、击穿或其他损坏)的电压,也即耐压试验时的试验电压。电气设备对于工频交流、雷电冲击和操作冲击电压的绝缘水平或耐压试验电压是不同的。

11—2 线路绝缘子串中绝缘子的片数首先按工作电压下满足所要求的泄漏距离(按泄漏比距计算)来确定,然后再按内、外过电压下的要求进行校验(若不满足需增加片数)。

11—3 电气设备绝缘的BIL称为电气设备的基本冲击绝缘水平,它表征电气设备绝缘耐受雷电过电压的能力。电气设备绝缘的SIL称为电气设备的操作冲击绝缘水平,它表征电气设备绝缘耐受操作冲击过电压的能力。

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