《电力系统过电压》课程设计任 务 书一、 目的与要求1． 掌握集中参数、分布参数回路中的暂态计算方法熟练使用EMTP程序2． 了解输电线路防雷分析的数值计算方法掌握输电线路采用线路避雷器提高线路耐雷水平的基本原理，并评价其效果3． 了解输电线路工频过电压、操作过电压的数值计算方法掌握限制工频过电压、操作过电压的主要措施，并评价其效果二、 主要内容1． 简单的集中参数电路、分布参数电路暂态计算EMTP简介；集中参数电路暂态计算；非线性电感电路计算；电容放电电路计算；分压器的电位分布；断路器触头恢复电压计算；波在单相线路上的传播；冲击波作用于单相线路的研究；180km分布参数输电线路及集中参数电路计算计算参数见附录12． 工频过电压计算与分析500kV输电线路在正常送电状态下甩负荷工频过电压计算；单相接地故障工频过电压计算；两相接地故障工频过电压计算；并联电抗器的作用计算参数见附录23． 操作过电压计算与分析合闸、重合闸500kV空载输电线路的统计操作过电压计算；统计开关的应用；并联电抗器、避雷器的作用计算参数见附录34． 输电线路防雷计算与分析输电线路采用线路避雷器后的线路耐雷水平计算；避雷器吸收的雷电放电能量及放电电流分析；安装避雷器后提高线路耐雷水平的效果评价。
计算参数见附录4三、 进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1简单的集中参数电路、分布参数电路暂态计算3天2500kV工频过电压计算与分析2天3合闸、重合闸500kV空载输电线路的统计操作过电压计算2天4输电线路防雷计算与分析2天5总结，写设计报告1天四、 设计成果要求1． 计算程序（电子版），包括原始数据输入文件（*.adp，*.atp）、计算结果输出文件（*.lis），*为学号2． 计算报告，包括工频过电压计算结果总结、合闸操作过电压计算结果总结、输电线路防雷计算结果总结五、 考核方式综合以下方式给定成绩（五级计分制）1． 程序、计算报告等设计成果2． 独立工作能力及设计过程的表现3． 回答问题的情况 学生姓名：指导教师： 年 月 日附件1 简单的集中参数电路、分布参数电路暂态计算练习题习题1 集中参数电路暂计算步长，最大计算时间：输出全部节点电压习题2 分压器的简化电路图如下：参数：计算步长：，最大计算时间：输出全部节点电压及R、L、C串联支路的电流。
习题3 恢复电压计算；计算步长：，最大计算时间：输出全部节点电压习题4 波在单相线路上的传播 参数： 计算步长：，最大计算时间：输出全部节点电压习题5 180km三相全换位输电线路，分别在60km和120km处换位，等均分为18段，其电路图如下：电路参数：（下列参数中wC、wL全部按f =3000HZ给出）1. 集中参数 ，2. NP三相p型电路，参数为 3. 电源 ； 4. 时空开关tclosetopenK10.010.0K20.00410.0K30.00410.0K1¢0.01010.0K2¢0.01410.0K3¢0.01410.0计算步长：，最大计算时间：输出18-C、18-B、18-A三个节点的电压习题6 180Km分布参数输电线路及集中参数电路计算 电压源，R1、R2，开关参数均同第七题 三相输电线路的参数为：（wC、wL按f =3000HZ给出） 零序： 正序： 线路长度：计算时间步长：，最大计算时间：输出18-C、18-B、18-A三个节点的电压习题7 冲击波作用于单相线路研究电压波形：避雷器的伏安特性：i(A)0. 300. 1000. 2500. 5000. 7000.u(kV)0. 380. 530. 610. 640. 662.计算时间步长：，最大计算时间：。
输出所有节点的电压和避雷器所在支路电流习题8 求图示电路稳态解参数：； 三相输电线路参数为：线路长度： 零序： 正序： 时控开关参数：Tclose Topen TagainK1K2K3K4 -1.0 0.00028 +0.0001 -1.0 10 -1.0 10 0.0000001 10 电源电压： 输出：1） SA、SB、SC、1A、1B、1C、2A、2B、2C、0A、0B、0C 12个节点电压； 2）支路电压U0A-SA、U0B-SB、U0C-SC、； 3）支路 SA-0A、SB-0B中wL的支路电流，支路0B-SB、0C-SC中R的支路电流习题9 电容放电电路计算时控开关K参数 ：Tclose=0.0，Topen=1.0s初始条件：，计算时间步长：，最大计算时间：输出所有节点的电压附件2 500kV工频过电压计算用参数一、 系统运行方式FS2：内蒙和华北主网联网运行，丰镇侧高抗投入运行。
FS3：内蒙和华北主网联网运行，丰镇侧高抗退出运行二、 系统简化等值接线及等值参数丰镇 万全EQ2EQ1963.8+j57.6948.6-j49.6表1 等值网络参数运行方式节点等值电势母线电压等值系统阻抗有效值/kV角度/°有效值/kV角度/°正序/W零序/WFS2丰 镇527.722.02513.613.351.77+j42.510.44+j50.67万 全513.20.00510.54.450.49+j21.415.47+j28.20FS3丰 镇538.121.29525.912.981.77+j42.510.44+j50.67万 全510.70.00513.24.440.49+j21.415.47+j28.20三、 丰万线线路参数丰万线线路全长154.33km；三相输电线路的参数为（f =50Hz）： 正序： ，零序： ， 四、 并联电抗器丰镇线路侧并联电抗器参数为：高抗额定容量为3´50MVA，中性点小电抗为500W五、 预期计算结果（提交计算程序电子版、书面计算报告）1. 丰镇侧正常甩负荷K0、单相短路K1、两相短路K2的工频过电压2. 万全侧正常甩负荷K0、单相短路K1、两相短路K2的工频过电压。
附件3 500kV合闸（重合闸）操作过电压计算用参数一、 系统简化等值接线丰镇 万全EQ2EQ1表1 等值网络参数节点等值电势母线电压等值系统阻抗有效值/kV角度/°有效值/kV角度/°正序/W零序/W丰 镇531.30.00531.3-0.70+j48.770.44+j50.67万 全509.50.00509.5-0.49+j21.415.47+j28.20二、 丰万线线路参数丰万线线路全长154.33km；三相输电线路的参数为（f =50Hz）： 正序： ，零序： ， 三、 并联电抗器丰镇线路侧并联电抗器参数为：高抗额定容量为3´50MVA，中性点小电抗为500W四、 避雷器计算中考虑金属氧化物避雷器（MOA）对内过电压的限制作用线路侧MOA的额定电压为444kV，变电站母线侧MOA的额定电压为420kV非线性特性如表2所示I (A)0.010.555025005000700010000U (kV)350425480550680721773795五、 预期计算结果（提交计算程序电子版、书面计算报告）1. 合空线统计过电压2. 三相重合闸统计过电压，采用0.5s快速自动重合闸附件4 输电线路防雷计算用参数一、 线路情况本设计选定以杆塔接地电阻过高而装设MOA为对象。
雷击杆塔计算图、计算用杆塔尺寸如图1、2所示计算中不考虑电晕的影响；大地土壤电阻率取500W×m；杆塔用分布参数表示，波阻抗查有关资料确定；导、地线参数见表1，35kV、110kV、220kV线路档距分别为200km、300km、400km，输入几何尺寸由PCLCP程序处理， 5、6号杆以外的线路由不换位的长导线模拟表1 导线、地线参数型号标称截面mm2根数/直径（mm）截面（mm2）直径（mm）直流电阻（W/km）（20℃）弧垂m铝钢铝钢导线钢芯LGJ120/2026/2.387/1.85115.6718.8215.075.550.24965.2GJ507/3.0049.489.000.57862.9二、 接地电阻范围接地电阻应考虑季节系数、利用系数及冲击系数，在计算中取电阻变化范围为20~100W，正常接地电阻值取为15W（规程规定的上限），以上均指冲击接地电阻三、 线路绝缘子串电气强度35kV的每串绝缘子由片3片X--4.5绝缘子组成，50%冲击放电电压为350kV四、 避雷器安装位置接地电阻过高的杆塔上需安装MOA比较符合实际情况是，1.2~1.6km地段的接地电阻特困难，那么，对于档距为300~400，有三基杆塔的接地电阻过高，如附图中的0、1、2号杆。
另外，高接地电阻杆塔边沿一基受雷击时，通过MOA流向导线的雷电流使导线电位抬高，这一高电位进行到相邻杆塔时，尽管相邻杆塔接地电阻为正常值，相邻杆塔也会发生闪络，为使接地电阻过高的影响不向外延伸，应在与其相邻的接地电阻为正常值杆塔也安装MOA避雷器的性能参数： 表2 避雷器的性能参数系统电压(kV)35110220额定电压(kV)5195190标称放电电流(10kA)51010直流参考电压(kV)73134268雷电冲击电流残压(kV)140300600二次大电流冲击耐受(10kA)65100100局部放电(pC)505050间隙特性操作冲击耐受电压(kV)³132³325³650雷电冲击耐受电压(kV)£280£577£11551min工频耐受电压(kV)³92³230³460表。