電氣工程基礎 下 概念總結

2021-10-30 09:50:20 字數 4618 閱讀 6896

第十章遠距離輸電

1、遠距離輸電考慮電氣引數分布特性的原因:遠距離一般指300km以上,由於50hz工頻交流電的1/4波長為1500km,與遠距離輸電線路長度的數量及接近或相當,所以考慮。

2、線路傳播係數γ和線路波阻抗z是反映長線電氣效能的特徵量,與線路引數和執行頻率有關,而與線路電壓、電流無關。輸電線路末端的電壓高低與輸送的無功功率有關。換流器控制角越小,輸出直流電壓越大。

3、自然功率:pn=u1的平方/zc。在傳輸功率等於自然功率條件下,線路任意點的電壓均與首、末端電壓相等。

其物理意義為:(1)此時在長線輸電系統中,線路電容所吸收的容性無功功率,等於線路電感所消耗的無功功率。(2)當線路輸送的功率大於自然功率時,線路電感所消耗的無功功率大於線路電容所發出的無功功率,此時線路末端的電壓將低於送端的電壓。

(3)當線路輸送的功率小於自然功率時,線路電感所消耗的無功功率小於線路電容所發出的無功功率,此時線路末端電壓將高於送端的電壓。抑制措施:為此,需用併聯電抗器的方法來補償線路電容發出的無功,抑制電壓公升高。

4、電容效應(法拉第效應):空載長線末端電壓高於首端電壓的現象。這是由長線線路電容電流流經電感所引起的,法拉第效應引起的工頻過電壓會對線路絕緣造成傷害,採用超高壓併聯補償是限制長線工頻過電壓的主要手段。

5、併聯電抗器的作用:限制線路工頻過電壓、補償線路電容無功、配合中性點小電抗抑制潛供電流等。

6、潛供電流(二次電流):在具有單相重合閘的線路中,當故障相被切除後,通過健全相對故障相的靜電和電磁耦合,在接地電弧通道中仍將流過不大的感應電流,稱為潛供電流。

7、抑制潛供電流措施:併聯電抗器中性點加小電抗的潛供電流補償方式來抑制潛供電流。使接地電弧迅速熄滅,以保證單相重合閘的成功。

8、直流輸電:將送端系統的正弦交流電在送端換流站公升壓整流後通過直流線路傳輸到受端換流站,受端換流站將直流逆變成正弦工頻交流後將鴨和受端系統相連。

9、直流輸電系統接線方式:單極線-地直流輸電、單極兩線直流輸電和雙極直流輸電。單極線-地直流輸電:

該接線方式比較經濟,但地電流對地下埋設的金屬物,腐蝕嚴重。單極兩線接線方式:無大地回流所造成的腐蝕問題,且電磁干擾小。

雙極直流輸電:提高了輸電可靠性。

10、直流輸電的優點:穩定性好,控制靈活,特別適合跨海輸電、大區域電網互聯、遠距離輸電及風力發電等非工頻系統與工頻系統的聯網等。線路的造價降低為交流輸電的2/3。

採用直流輸電時功率損耗下降為交流輸電時的2/3。

11、直流輸電的缺點:(1)由於觸發角和逆變角的存在,不論換流裝置是工作於整流狀態還是逆變狀態,其交流側的電流相位總會滯後於電壓相位,因此換流裝置在執行中要消耗大量無功功率。(2)換流裝置在執行中會同時在換流站的交流側和直流側產生諧波電壓和諧波電流,為了抑制諧波,在交流側和直流側都需裝設濾波裝置,在直流側還需裝設平波電抗器。

(3)由於換流裝置要用大量容量大、電壓高的可控矽閥器件,換流站的造價較高,部分抵消了因線路投資低而帶來的經濟效益。(4)直流高壓斷路器不能利用電流過零的條件來熄弧,限制了直流輸電的發展。

12、靈活電力系統的主要特點:以大功率可控矽部件組成的電子開關代替現有的機電開關,使電網電壓,功角和線路引數調節自如,使電力系統變得更加靈活可控、安全可靠,從而能在不改變現有電網結構的情況下提高其輸送能力,增加其穩定性。

13、靈活交流輸電系統facts接入電力系統的形式:併聯和串聯。併聯型裝置:

靜止無功補償器svc,靜止同步調相器;併聯型裝置作用:是電力系統無功補償和電壓調節的基本手段,也是改善系統穩定性的重要措施之一。串聯型裝置:

可控串聯補償器;串聯型裝置作用:達到補償線路電抗、調節有功功率、增大輸送功率穩定極限值的目的。綜合型裝置:

統一潮流控制器;統一潮流控制器作用:將可控併聯補償和可控串聯補償技術融為一體,協調控制,不僅可對電網實施電壓控制,還能有效地調節系統潮流。

第十一章電力系統內部過電壓

1、內部過電壓:由於電力系統內部能量的轉化或傳遞引起的電壓公升高。電網內的操作和故障都是激發能量轉化的原因。

操作過電壓:因操作或故障引起的暫態電壓公升高。諧振過電壓:

因系統的電感、電容引數配合不當,出現的各種持續時間很長的諧振現象及其電壓公升高。工頻過電壓:電力系統中在正常或故障時還可能出現幅值超過最大工作相電壓、頻率為工頻或接近工頻的電壓公升高,這種電壓公升高。

2、內過電壓倍數k:內過電壓的幅值與電網該處最高執行相電壓的幅值之比,表示內過電壓的大小。k值與電網結構、系統容量和引數、中性點接地方式、斷路器效能、母線上的出線數目、電網的執行接線和操作方式等因素有關。

3、操作過電壓:在電力系統執行中,當進行操作或發生故障時,將會發生迴路從一種工作狀態通過振盪轉變到工作狀態的過渡過程,出現操作過電壓,操作過電壓存在的時間一般為幾毫秒到幾十毫秒。操作過電壓的分類:

中性點絕緣電網中的電弧接地過電壓;開斷電感性負載過電壓;開斷電容性負載過電壓;空載線路合閘過電壓;系統解列過電壓。

4、切空變過電壓影響因素:斷路器的效能、電容c的影響、電感l的影響。

5、切空變過電壓的產生:引起切空變過電壓的根本原因是開關切斷電流能力太強發生截流。空載變壓器的分閘過電壓和斷路器在切斷變壓器的勵磁電流時滅弧能力太強有關,因斷路器滅弧能力太強使電弧電流被迫很快下降到零,造成dil/dt趨近於負無窮,截流而引起的變壓器上的過電壓可達當截流發生在勵磁電流的幅值im時,將有

6、切空變過電壓限制措施:空載變壓器勵磁繞組所貯存的磁能是不大的,完全可以用限制雷電過電壓的普通閥式避雷器來吸收。

7、關合空載長線過電壓產生的機理:空線的關合可以簡化成直流電源合閘與lc振盪迴路的情況,直流電勢e等於電網工頻相電壓的幅值upm。不計長線電容效應,長線電容上出現的過電壓可達電源電壓e的2倍。

迴路中總存在著電阻,只要迴路中有r存在,電容上的電壓最終一定會衰減到穩態值--電源電壓e。過電壓=2倍穩態值-起始值。

8、引起切空線過電壓的原因:電弧的重燃。只有當重燃的時刻在1/4工頻週期以後是才會有過電壓出現。切空線過電壓限制措施:提高斷路器的熄弧能力,使之不發生復燃。

9、重合空載長線的特點:(1)只適合中性點直接接地的電網。(2)母線上出線迴路的數目也會對空載長線的操作過電壓產生影響,併聯線路越多,過電壓越小。

(3)斷路器觸頭間電弧的重燃和熄滅均有明顯的隨機性。

10:重合空載長線過電壓限制措施:在斷路器斷口上加裝併聯電阻。

11、空線過電壓的限制措施:對220kv一下的線路來說,由於線路不長,重合空線過電壓的倍數不高;再加220kv及一下的線路的絕緣水平是按3-4倍相電壓設計的,其絕緣已足以承受重合空線過電壓的作用。對於330kv及以上的線路,線路比較長,由於長線電容效應的疊加,達到過電壓的2.

5倍,從降低線路造價,把線路的絕緣水平降為2.75-2.0倍,必須採取措施對重合空線過電壓加以限制。

在斷路器斷口上加裝併聯電阻。rb愈大,阻尼作用愈強。rb愈小恢復就愈小,重燃的概率也就愈低。

由於rb的存在降低了作用在斷口d2上的恢復電壓,d2重燃的概率也就相應降低。

12、電弧的熄滅和重燃時間是決定最大過電壓的重要因素。

13、諧振型別:線性諧振、鐵磁諧振(非線性諧振)、引數諧振。

14、鐵磁諧振:諧振迴路由鐵芯電感和系統中的線性電容組成。由於鐵芯的飽和程度會隨著電流的增大而增大,電感l會隨著電流的增大而逐漸減小,因此迴路中鐵芯電感的伏安特性是非線性的。

15、鐵磁諧振過電壓的性質:(1)滿足式ωlo>1/ωc的很大c值範圍內都可能發生鐵磁諧振。 (2)需要激發才會出現諧振。

(3)c值太大時,出現鐵磁諧振的可能性將減小。(4)由於鐵芯電感的飽和效應,鐵磁諧振過電壓幅值一般不會很高,而電流卻可能很大。(5)諧振狀態可能「自保持」。

(6)產生鐵磁諧振時,電流的相角將有180度的轉變,叫作電流的翻相。(7)具有各次諧波諧振的可能性。

16、斷線諧振過電壓:非全相執行時,可能組成多種多樣的串聯諧振迴路,在一定的引數配合和激發條件下,可能出現鐵磁諧振過電壓,統稱為斷線諧振過電壓。

17、斷線諧振過電壓措施:力求減少線路不對稱開斷的可能性。即(1)不採用熔斷器,提高斷路器動作時的三相同期性,保證斷路器不發生非全相拒動。

(2)加強線路的巡視和檢修,預防斷線發生。(3)若斷路器操作後有異常現象,可立即復原,並進行檢查。

18、電壓互感器飽和過電壓:產生機理是電壓互感器在正常工作時接近於空載狀態,呈現乙個很大的勵磁電感,當迴路受到激發後,勵磁電感會飽和而突然減小,從而引起過電壓。由於電壓互感器鐵芯飽和引起的,稱為電壓互感器飽和過電壓。

在中性點不接地的電網中,中性點直接接地的電壓互感器最常受到的激發有兩種:第一種是電源對只帶電壓互感器的空母線突然合閘;第二種時一相導線突然對地發弧。

19、在隔離開關的電動操作迴路中,為避免誤操作,隔離開關與斷路器、接地刀閘的操作之間必須按規定的操作順序加以閉鎖。

20、消除電壓互感器飽和過電壓措施:(1)選用勵磁特性較好的電磁式電壓互感器或只使用電容式電壓互感器。(2)使電壓互感器帶有零序電阻。

(3)將電網中性點改為暫時經電阻接地或直接接地,或採用臨時的倒閘措施改變電路引數。(4)在10kv及以下的母線上裝設一組三相對地電容器,或利用電纜段代替架空線段,減小對地容抗xc11。(5)禁止只使用一相或兩相電壓互感器接在相線與地線間,避免中性點位移或產生諧振。

21、中性點不接地系統中,點此電壓互感器飽和諧振過電壓的形成與電網的負荷大小有關麼?

答:無關。因為在中性點不接地系統中,電磁電壓互感器飽和諧振過電壓是零序性質的,電網的負荷對他不起作用。

22、標么值:標么值=實際有名值/基準值,就是採用標么值進行計算的計算方法。標么值優點:

便於判斷電器裝置的特性、引數和執行狀態是否正常,使計算公式和計算過程得到簡化。標么值缺點:沒有量綱,因而物理概念不如有名值明確。

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