甩负荷引起的工频过电压

    

    当线路重负荷运行时， 由于某种原因（如系统发生接地短路故障）断路，将跳闸甩掉负荷。甩负荷前， 由于线路上输送着相当大的有功及感性无功功率，因此系统电源电势必然高于母线电压。甩负荷后，根据磁链不变原理，电源暂态电势L0将维持原来数值，再加上甩负荷后形成的空载线路电容效应以及发电机超音速造成的电势和频率上升，将产生较高的工频过电压。

    系统甩负荷时的等值电路如图5-10　所示。设输电线路长l，相位系数α，波阻抗ZC，甩负荷前的受端（末端）复功率为P-jQ，发电机的暂态电势为。

    甩负荷前瞬间的线路首端稳态电压为

    

    式中，带*的是以为基准的标么值。

    同样，甩负荷前的首端稳态电流为

    

    

图5.10　计算甩负荷的等值电路

    由等值电路可知，，并将上两式代入可得甩负荷瞬间的电源暂态电动势的表达式为，的模值为

    

    设甩负荷后发电机的短时超速使系统频率f增至原来的Sf倍，则暂态电势、线路相位系数α及电源阻抗均按比例Sf成正比增加。

    由式（5-14），可得甩负荷后线路末端的电压表达式为

    

    甩负荷后，空载线路末端电压升高的倍数为

    

    式中　——甩负荷前线路末端的电压。

    习题5.1

    5-1　电力系统中产生工频过电压的主要原因有哪些？

    5-2　为什么在超高压、特高压电网中特别重视工频过电压？

    5-3　某500 kV线路，线路长400 km，线路波阻抗ZC = 260 Ω，电源漏抗为Xs =100 Ω，并联电抗器XL =1034 Ω，电源电动势为E。求线路末端接或不接电抗器时，沿线最高电压和末端电压与电源电动势的比值。

    5-4　某500 kV输电线路Em=400 km，电源电势为E，线路正序波阻抗ZC1 = 260 Ω，零序波阻抗Z0 = 500Ω，线路正序波速v=3×105km/s、线路零序波速v0 = 2 × 105 km/s，电源正序漏抗XS1 = 100 Ω、电源零序漏抗XS0 = 50。试求该线路空载发生A相末端接地时，线路末端健全相的电压升高倍数。， P* =0.7， Q* =0.22，甩负荷后Sf =1.05。求甩负荷后，空载线路末端电压升高的倍数。

    5-5　某超高压线路长300 km，其电气长度为al=18°，

    5-6　限制电力系统工频过电压的主要措施有哪些？