真题班-第02节过电压

网络授课课后及时答疑专有题库时间：发输变电免费学习群165724105供配电免费学习群5210822512017年张工培训发电输电工程师

班过电压保护与绝缘配合主讲：寒冬内容提要CONTENTS过电压种类雷电过电压避雷针01020304工频过电压发输变电免费学习群165724105供配电免费学习群521082251过电压保护与绝缘配合避雷线0506绝缘配合过电压种类01过电压分类：1P845过电压雷电过电压直击雷过电压感应雷过电压侵入雷电波过电压长线电容效应过电压晢时过电压工频过电压不对称接地故障甩负荷谐振过电压线性谐振消弧线圈补偿网络线性谐振传递过电压铁磁谐振线路断线电磁式电压互感器饱和操作过电压参数谐振：发电机同步或导步自励磁开断电容器组过电压操作电容负荷过电压开断空载长线过电压关合重合空载长线过电压开断空载变压器过电压操作电感负荷过电压开断并联电抗器过电压过电压开断高压电解列过电压间隙电弧过电压题6-10

某水电站装有4台机组4台主变，采用发电 压器之间单元接线，发电机额定电压15.75kV，1号和3号发电机端装有厂用电源分支引线，无直馈线路，主变压器高压侧所连接的220kV屋外配电装置是双母线带旁路接线，电站出线四回，初期两回出线，电站属于停机频繁的调峰水电厂。【08-2-P-6】水电站的坝区供电采用10kV，配电网络为电缆线路，因此10kV系统电容电流超过30A，当发生单相接地故障时，接地电弧不易自行熄灭，常形成熄灭和重燃交替的间歇性电弧，往

往导致电磁能的强烈振荡，使故障相和中性点都产生过电压。

请问：这种过电压属于下列哪种类型，并说明理由A

工频过电压

B

操作过电压

C

谐振过电压

D

雷电过电压张工培训答案：【B

】解答过程：依据DL/T

5090‐1999第5.2.1

条：由间歇性电弧接地引起的过电压为操作过电压。第5.2.3条：在中性点不接地的系统中，当单相接地故障电流超过一定数值时，将产生不稳定电弧，形成熄灭和重燃交替的间歇性电弧，导致电磁能的强烈振荡，并在健全相以致故障想产生较高的过电压，此情况属于操作过电压。选B。依据《电力工程电气设计手册（电气一次）》P867右栏，电磁能量转换的过渡过程形成的过电压，称为操作过电压。解析：DL/T5090‐1999给出的操作过电压定义比较全面，几种操作过电压分别为：间歇性电弧接地；空载线路分、合(重合)闸；空载变压器和并联电抗器分闸；线路非对称故障分闸和振荡解列等均属于操作过电压。GB/T

50064-2014没给出明确定义。NB/T

35067-2015第4.2.3条：发输变电免费学习群供配电免费学习群521082251（二）工频过电压题11-15：某发电厂（或变电站）的220kV配电装

处海拔高达3000m，盐密0.18mg/cm2，采用户外敞开式中型布置，构架高度为20m，220kV采用无间隙金属氧化物避雷器和避雷针作为雷电过电压保护，请回答下列各题。（计算保留两位小数）【11-2-A-13】该220kV系统工频过电压一般不应超过下列那一项数值？依据是什么？（A）189.14kV

（B）203.69kV

（C）327.6kV

（D）352.8kV张工培训答案：【A

】解答过程：依据GB/T

156‐2007

表4：220kV；Um=252kV。依据GB/T

50064-2014

4.1.1-3条3.2.2-1条和表6.4.6-1

1.3×（252/1.732）=189.15千伏，选A解析：过电压部分的标幺值问题，存在不同量度的转换，这样一来，大家运用时一定要格外仔细，注意区分异同。类型场合上限值条文工频过电压1.0p.

u

=Um

3工频过电压1.0p.

u

=Um

3范围Ⅰ不接地系统不应大于1.1 3p.

u1.1 3p.

u

=

1.1Um4.1.1-1中性点谐振、低电阻、高电阻接地3p.

u3p.

u

=

Um4.1.1-2110kV/220kV系统1.3p.

u94.57/189.144.1.1-3变电站内中性点不接地35kV、66kV

并联电容补偿装置系统（不应大于）3p.

u3p.

u

=

Um4.1.1-4范围Ⅱ线路断路器变电站侧不宜超过330/500/750(kV)1.3p.

u272.45/412.81/600.444.1.3-11.4p.

u293.41/444.56/646.634.1.3-2范围Ⅱ线路断路器线路侧题6-10、某电力工程中的220kV

配电装置有3

回出线，其中两回同塔架设。采用无间隙金属氧化物避雷器作为雷电过电压保护，其雷电冲击全波耐受电压为850kV。土壤电阻率为50Ω·m。为防直击雷装设了独立避雷针，避雷针的工频冲击接地电阻为10Ω，请根据上述条件回答下列各题（计算保留两位小数）。【14-2-A-10】计算配电装置的220kV

系统工频过电压一般不应超过下列哪项数值？并说明理由。（A）189.14kV

（B）203.69kV

（C）267.49kV

（D）288.06kV张工培训答案：【A】解答过程：依据GB/T

50064-2014

4.1.1-3条，3.2.2条，表6.4.6-1依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）第4.1.1-b）条及第3.2.2-a）条。第

3.2.2-a）条：工频过电压1.0

p.u

Um

/

3

。第4.1.1-b）条：220kV

工频过电压一般不超过1.3p.u。依据GB/T156‐2007

表4：220kV；Um=252kV。则：220kV

系统工频过电压：1.3p.u

1.3

252

189.14kV

。3题11～16；某地区新建两台100mw级火力发电机组，发电机额定功率为1070mw，额定电压为27kV，额定功率因数为0.9.通过容量为1230MVA的主变压器送至500kV升压站，主变阻抗为

18%。主变高压侧中性点直接接地，

发电机长期允许的负序电流大于

0.06

倍发电机额定电流，

故障时承受负序能力

A=6

发电机出口电流互感器变比为

30000/5A。请分析计算并解答下列各题。【16-2-A-13】若该发电机中性点采用经高阻接地方式，定子绕组接地故障采用基波零序电压保护作为90%定子接地保护，零序电压取自发电机中性点，500kV系统侧发生接地短路时产生基波零序电动势为 0.6

倍系统额定相电压，主变压器高、低压绕组间的相耦合电容

C12为

8nF，

发电机及机端外接元件每相对地总电容Cg

为

0.7uF，

基波零序过电压保护定值整定时需躲过高压侧接地短路时通过主变压器高，低压绕组间的相耦合电容传递到发电机侧的零序电压值，

正常运行时测中性点不平衡基波零序电压为 300V，请计算基波零序过电压保护整定值应设为下列哪项数值？（为了简化计算，计算中不考虑中性点接地电阻的影响，主变高压侧中心点按不接地考虑）A.300V

B.500V

C.700VD.250V解答过程：依据

DLT684-2012《大型发电

压器继电保护整定计算导则》4.3.2，低定制段整定：U0.op

krel

.U0.max

1.2

~1.3300

360

~

390V依据《电力工程电气设计手册（一次部分）》P872式15-2812

03C

5001038109传递过电压U2

U0

12

0.6C

3C8109

30.7106

657.32V

，根据规范要求：高定值段的动电压应可靠躲过传递电压。取整定值700V满足要求。解析：发电机基波零序过电压保护分两种情况：第一种对定子绕组单相接地故障产生的过电压的保护，进行低定值整定；另一种是对发电机升压变高压侧的单相接地故障在发电机出口处产生的过电压的保护，需要进行高定值整定。传递过电压具有工频性质，将危及绝缘或损坏避雷器。【张工培训

一题2017-6-8】静电耦合传递过电压计算某660MW汽轮发电机组，其电气接线如下图所示：图中发电机额定电压为UN=20kV，最高运行电压1.05UN，已知当发电机出口发生短路时，发电机至短路点的最大故障电流为114kA，系统至短路点的最大故障电流为102kA，发生接地故障清除时间为0.5s，发电机及机端外接元件每相对地总电容为0.16μF，主变压器高、低压绕组间的相耦合电容为0.62μF，若主变压器高压侧发生不对称接地故障、断路器非全相或不同期动作而出现的最大零序电压为53.2kV，请计算此时变压器低压侧的传递过电压为多少？电气接线图如下图：ReTEd1MOA1DLGD220KV母线NCTGCB高压厂变GD电气接线图中发电出口断路器的系统侧装有一组避雷器MOA1，其额定电压为28.98KV，持续运行电压23.1kV，计算确定这组避雷器是否会损坏？若对该避雷器产生危害，应

采取什么措施？（A）𝑈2

=27.65KV，不会损坏避雷器，无需采取措施来降低传递过电压（B）𝑈2

=27.65KV，会损坏避雷器，在低压侧每相加装0.11μF

对地电容来降低传递过电压（C）𝑈2

=29.99KV，会损坏避雷器，在低压侧每相加装0.11μF

对地电容来降低传递过电压（D）𝑈2

=29.99KV，不会损坏避雷器，无需采取措施来降低传递过电压答案[C]

（张工 发输变电②

165724105）𝐶12依据《电力工程电气设计手册1

电气一次部分》P872

式15-280.62𝑈2

=

𝑈0

𝐶+

3𝐶12

0=

53.2

× =

29.99KV

>

28.98KV0.62

+

3

×

0.16𝐶12𝑈2

=

𝑈0

𝐶+

3𝐶12

0有可能会损坏避雷器，可以在低压侧每相加装0.1μF以上对地电容来限制这种过电压，若安装0.1μF，则𝐶0

=0.11+0.16=0.27uF变压器低压侧静电耦合传递过电压0.62=

53.2

× =

23.07KV

<

23.1KV0.62

+

3

×

0.27满足要求。故选C。若依据GB/T311.2-2013

附录

D，公式（D.1）2𝑒𝐶12

+

𝐶21𝑒

𝐶12

𝑈2𝑁𝑈

=

𝑈

+ =

53.2

×0.620.62

+

3

×

0.273

3+

20

=

34.62KV

>

28.98KV解析：根据题目答案选项，进行选择是依据电气一次手册还是GB/T311.2-2013

的公式，差别在一个低压侧的相电压上，看出题老师的意图。【张工培训

一题2017-6-9】高压并联电抗器中性点最大工频过电压计算某地区一座

750KV

变电站，

2

回

750KV

进线总长

560Km

，

充电功率为

1.18MVar/km，为补偿线路充电功率和抑制过电压，在变电所侧加装高、低压

并联电抗器，线路高压电抗器采用三相五柱式，额定容量300MVA，低压并联电抗器装在变电所低压母线侧。为加速潜供电弧熄灭和抑制谐振过电压的要求，高压并联电抗器安装了中性点小电抗，额定电抗值X0=617Ω。若系统最高相电

压为800/

3KV，输电线路电容效应系数与等效电源系数的乘积为1.15，该地区

750KV电网系统零序电抗与正序电抗比值K=2.1，请计算并联电抗器中性点最大

工频过电压最接近下列何值？（A）126.5KV；（B）89KV；（C）101.9KV；（D）124.3KV。答案[A]

（张工 发输变电②

165724105）L𝑄𝐿

300解答：并联电抗器电抗值X =

𝑈2

=

8002

=

2133.3𝛺依据DL/T5222-2005第14.4.4条的条文说明：中性点小电抗的绝缘水平主要取决于出现在中性点上的最大工频过电压Uog，Uog是由各种不对称故障形式决定的，其中以并联电抗器的两相分闸和空线中的不对称接地两种情况引起的最大工频工频过电压最高。表15给出各种情况下Uog的计算公式。供配电免费学习群521082251og①两相分闸:U

=Uxg1:

X

LX0617=800/

31:2133.3=

103.6kv②空线中的单相接地：依据电气一次手册P864，式（15-21）得接地系数：ρA

=

ρBX1=

ρ

=

3

1

+

𝑘

+

𝑘2

=

1.158C𝑘

=

X0

=

2.1，其中ogU

=

2 ρ2

+

ρ2B

C2

+

𝑘K0Uxg−

3

×XL3

+

X03

+

2133.3617= 2

×

1.1582−

3

×

1.15

×

800/3

=

126.5kv3

+X

L3

+X02133.3617③空线中的两相接地：ρAK0UxgUog

==1.158

×

1.15

×

800/

3=

95.3kv以上三种计算结果为两相分闸情况引起的工频过电压126.5kv最高。选A。发输变电免费学习群165724105【张工培训

一题2017-6-10～12】空载工频过电压计算及发电机自励磁校核某地区火力发电厂，初期安装2台600MW燃煤机组，通过发电

压器单元接线方式接入厂内500KV配电装置，500KV出线2回，采用一个半断路器接线。若每台机组发电机同步电抗Xd=205%，暂态电抗X’d=25.5%，次暂态电抗X”d=19.5%，额定电压24KV，每台升压变容量3×240MVA，阻抗电压d3U=21.5%，选用单相无励磁调压自耦变压器组，额定电压比550

±2×2.5%/24KV，最长一回出线送出至360Km之外的枢纽500KV变电站，导线型号为4

×

JL

G1A

−

630

∕

45，子导线直径33.6mm， 间距400mm，导线自重荷载20.39N/m，空载时充电功率1.18Mvar/Km。1、由于线路长，充电功率大，发电机可能发生自励磁谐振，请计算校核是否发生自励磁谐振？如发生，为抑制自励磁谐振过电压，请计算至少需要安装的电抗器总容量为下列何值？不会发生自励磁谐振，不需安装电抗器；会发生自励磁谐振，至少需要安装电抗器130MVA；会发生自励磁谐振，至少需要安装电抗器160MVA；会发生自励磁谐振，至少需要安装电抗器210MVA。答案[B]

（张工

发输变电②

165724105）解答：依据GB/T7064-2008表5，cos

φ=0.9依据电气一次手册P121表4-2，Sj

=PN

cos

φ发电机同步电抗：X𝑑=

X𝑑%

×

Sj100 PN

cos

φ

100=

205

=

2.05变压器同步电抗：X∗d100

Se

100

720=

Ud%

×

Sj

=

21.5

×

600/0.9

=

0.199依据GB/T50064-2014式（4.1.6）不发生自励磁的判据为：𝑑𝑊𝑁

>𝑄𝑐𝑋∗600

=666.7<1.18×360× 2.05+0.199

=955.4，故会发生自励磁谐振0.9若安装电抗器容量为𝑄𝐿，则424.8

−

𝑄𝐿× 2.05

+

0.199 <

666.7𝑄𝐿

>

128.4𝑀𝑉𝐴选B较合理。2、若最长一回出线电厂侧和变压站侧均安装了线路高压并联电抗器，容量2×90Mvar，计算最长一回出线空载运行时线路末端工频过电压为送端系统等值暂态电势的多少倍？（A）1.02倍；（B）1.05倍；（C）1.09倍；（D）1.12倍。答案[B]

（张工

发输变电②

165724105）解答过程：依据电气一次手册P121表4-2X′

%X′d=

d

×jU2100 PN

cos

φ=

×25.5

5252100 600

0.9=105.4Ω(取暂态电抗，短路计算才取次暂态电抗)Xd

=Ud%U2×

N

=21.5

5252100

Se

100

720× =

82.3Ω电源侧等效电抗𝑋𝑠

=105.4+82.3=187.7Ω相位偏移角𝜆=6°×3.6=21.6°U2并联电抗器电抗值Xp

=

e

=5502QL

2

×90=

1680.6ΩXL

=

eU2QL依据1P873表15−13注解，是电网额定线电压500kv，此处取550kv合适依据电气一次手册P565式（附9-37）及附表9-7的序号5公式𝐴

=

cos𝜆+

sin𝜆Xp

Xp

𝑍𝜆1

+

2𝑋 𝑍𝜆

−

𝑋

+

𝑋𝑍𝜆𝑋21

+

2

×

187.71680.6𝑃+

sin21.6°

×278187.7 187.7

×

2781680.6

−

278

+

1680.62=

cos21.6°

×=

0.9566𝑔𝑈 =

𝐸

′

=𝐸′𝐴0.9566=1.05𝐸′，选B。3、假设最长一回出线负载运行，其传输功率为300MW，负荷功率因数为0.85，请计算线路故障发生甩负荷时，由于发电机超速运转，使系统频率增加至原来的1.9倍，若不计电压调整器的影响，请计算甩负荷后，线路末端过电压相对于正常运行母线电压升高多少倍？（A）9.34倍；（B）12.14倍；（C）19.09倍；（D）26.52倍。答案[D]

（张工 发输变电②

165724105）0.9解答：依据GB/T7064-2008表5，600MW机组cosφ=0.9，S𝑗

=600

=666.7MVA依据P121表4-2dX′

=X′d%S𝑗N25.5100

P×

=

=0.255(取暂态电抗，短路计算才取次暂态电抗)cosφ

100Xd100

Se

100

720=

Ud%

×

S𝑗

=

21.5

×

666.7

=

0.199电源侧等效电抗标幺值𝑋∗𝑠

=0.255+0.199=0.454电源侧等效电抗𝑋𝑠

=105.4+82.3=187.7Ω相位偏移角𝛼𝑙=6°×3.6=21.6°依据电气一次手册P865式（15-22）和式（15-23）负荷功率因数cosφ=0.85则tgφ=0.62′𝐸 =

U𝑚1

+𝑑𝑃tgφS𝑓𝑋∗𝑠+𝑃S𝑓𝑋∗𝑠22300

×0.62666.72=

U𝑚

1

+ ×

0.454

+300666.7×

0.4542𝑔=

1.145U𝑚𝑛𝐸′𝑍𝑏cos

𝑛𝛼𝑙 −

𝑛𝑋𝑠

sin

𝑛𝛼𝑙𝑈′=

𝑑

=1.9

×

1.145U𝑚280cos

1.9

×

21.6−

1.9

×

187.7

sin

1.9

×

21.6=

−26.52U𝑚选D。【张工培训

一题2017-6-13～14】线路断路器合闸电阻、分闸电阻计算某地区火力发电厂，初期安装2台600MW燃煤机组，通过发电 压器单元接线方式接入厂内500KV配电装置，500KV出线2回，采 母线接线。选用单相无励磁调压自耦变压器组，额定电压比550

±2×2.5%/24KV。31、线

未装设并联电抗器，其中一回出线送出至360Km之外的枢纽500KV变电站，，该500KV出线断路器由合闸产生的工频暂态过电压倍数为4.8p.u，合闸过电压系数k𝑕

=1.85，将过电压倍数限制在1.1p.u以下，请计算该出线断路器并联合闸电阻最大为多少合适？（A）550Ω；（B）400Ω；（C）350Ω；（D）341Ω。答案[D]

（张工发输变电②165724105）解答过程：依据电气一次手册P870式（15-24），α𝑙=0.06×360=21.6°𝛽

k𝑕

−1𝑘

−

𝛽2−1=

×4.8

×

sin21.6𝑍𝑏

1

280𝑅

≤

𝛽sinα𝑙14.8

×

1.85−

11.1

−4.82−1=

341Ω33故选D。2、若其中一条线路对地电容为4𝜇𝐹，为避免开断空载长线路过电压，在该线路断路器加装分闸并联电阻，避免重燃或降低重燃过电压，请估算分闸电阻为多少？（A）3210Ω；（B）3000Ω；（C）2600Ω；（D）2389Ω。答案[D]

（张工 发输变电②

165724105）依据电气一次手册P870式（15-25）：𝑅

=

𝜔𝐶0

×

10;6

=

314

×

4

×10

;6

=

2389Ω故选D。（三）雷电过电压题6-10

某水电站装有4台机组4台主变，采用发电 压器之间单元接线，发电机额定电压15.75kV，1号和3号发电机端装有厂用电源分支引线，无直馈线路，主变压器高压侧所连接的220kV屋外配电装置是双母线带旁路接线，电站出线四回，初期两回出线，电站属于停机频繁的调峰水电厂。【08-2-P-8】水电站的变压器场地布置在坝后式厂房的尾水平台上，220kV敞开式开关站位于右岸，其中220kV主母线上有无间隙金属氧化物避雷器，电站出线四回，初期两回，采用同塔双回路型式，变压器雷电冲击全波耐受电压为950kV，变压器距离

220kV开关站避雷器电气距离180m，请说明当校核是否在主变附近增设一组避雷器时，应按下列几回线路来校核？A

1回

B

2回

C3回

D

4回张工培训答案：【A

】解答过程：依据DL/T

5090‐1999

8.3.5

条对同塔双回路出线，有同时 雷击的可能，应按一回出现考虑，还应充分考虑初期出线回路较少的情况，选1

回。选A解析：对于按几回进行校核的问题，可以理解为出线在遭遇雷击时具有分流效果，因此出线路数多越安全，出线越少越 ，因此按最严苛条件去选择。解析：依据GB/T

50064-2014

5.4.13-6-3）条，

线同塔双回，进线路数应计为一路。【08-2-P-9】水电站的电气主接线示意图如下，若每台发电机端均装的避雷器，1号和3号厂用电源分支采用带金属外皮的电缆段引接，电缆段长40m，请说明主变低压侧避雷器应按下列哪项配置？B

需装设2组避雷器D

无需装设避雷器A

需装设避雷器C

需装设1组避雷器张工培训答案：【D

】解答过程：依据DL/T

5090‐1999

8.3.8

条对变压器绕组连有25m

及以上金属外皮电缆段，则可不必安装避雷器。选D解析：注意本题的关键字眼水电站，应首先定位DL/T 5090‐1999，DL/T620-1997也有相似条款，7.3.8条：与 线路连接的三绕组自耦变压器、变压器(包括一台变压器与两台电机相连的三绕组变压器)的低压绕组

开路运行的可能和发电厂双绕组变压器当发电机断开由高压侧倒送厂用电时，应在变压器低压绕组三相出

线上装设阀式避雷器，以防来自高压绕组的雷电波的感应电压危及低压绕组绝缘；但如该绕组连有25m

及以上金属外皮电缆段，则可不必装设避雷器。11-15

题某发电厂，处IV

级污染区，220kV

升压站，GIS【09-2-P-15】主变套管、GIS

套管对地爬电距离应大于[

]。A

7812mm

B

6820mm

C

6300mmD

5500mm张工培训答案：【A

】解答过程：依据DL/T

620-199710.4.1

条式34，DL/T

5222-2005附录C

表C.2发电厂或变电站级污秽等级，取爬电比距m

Um

3.1252

16.98KeL0

146K

1e0mL

Um

3.1252

781.2cm

7812mm选A解析：本题需注意污染区为IV

级，带公式时注意Um

为系统最高电压，带252kV，按

范交流电气装置的过电压保护和绝缘配合GB/T

50064-2014

无此公式。题21-25

某500kV

线送电线路设双地线，具有代表性的铁塔为酒杯塔，塔的全高为45m，导线为4

LGJ-500/45（直径d=30mm）钢芯铝绞线，采用28片XP-160（H=155）悬垂绝缘子串，线间距离为12m，地线为GJ-100型镀锌钢绞线（直径d=15mm），地线对边相导线的保护角为100，地线平均高度为30m。请解答过程下列各题。【10-2-A-21】若地线的自波阻抗为540Ω，两地线的互波阻抗为70Ω，两地线与边导线的互波阻抗分别为55Ω和100Ω，计算两地线共同对该边导线的几何耦合系数应为下列哪项数值？（A）

0.185

（B）

0.225

（C）

0.254

（D）

0.261张工培训答案：【C

】解答过程：依据电力工程高压送电线路设计手册公式2-7-55可得：K12,3𝑍11

+𝑍12540

+

70=

𝑍13

+

𝑍23

=

55

+

100

=

0.254选C解析：两地线共同对该边导线的几何耦合系数计算是常考基本点，套公式即可。老版本DL/T620也有该公式，新版规范没有此公式。【10-2-A-22】若两地线共同对边导线的几何耦合系数为0.26，计算电晕下耦合系数为（在雷直击塔顶时）：（A）

0.333（B）

0.325（C）

0.312（D）

0.260张工培训答案：【A

】解答过程：依据《电力工程高压送电线路设计手册》P131式子（2-7-46）K

=

K1K0

=

1.28

×

0.26

=

0.333解析：注意关键题干字眼，双地线和雷击塔顶时校正系数都不一样，要搞清线路手册中该公式的各个参数的物理意义。【10-2-A-23】若该线路所在地区雷电日为40，两地线水平距离20m，请计算线路每100km每年雷击次数为：（A）56.0

（B）

50.6

（C）

40.3

（D）

39.2张工培训答案：【D

】解答过程：依据《电力工程高压送电线路设计手册》P125式子（2-7-9）𝑁𝐿

=0.28(b+4h)=0.28×(20+4×30)=39.2

次∕100km.a依据GB/T50064-2014附录D

式(D.1.2)；𝑇𝑁𝐿

=0.1𝑁𝑔(28ℎ0.6

+b)=0.1×2.78×(28×450.6

+20)=81.97

次∕100km.a𝑑𝑁𝑔：地闪密度(km2

∙a)（条文说明2.0.6～2.0.9，𝑁𝑔

=0.023𝑇1.3），对年平均暴次数为40d的地区暂取2.78次/(km2

∙a)；b：两地线间的距离；ℎ𝑇:杆塔高度。解析：套公式即可，只有两地线水平距离20m和地线平均高度30

米有用。【10-2-A-24】若该线路所在地区为山区，请计算线路的绕击率为：（C）

0.245%

（D）

0.269%（A）

0.076%

（B）

0.194%张工培训答案：【

D

】解答过程：依据线路手册P125𝜃山区线路：lg𝑃′86𝜃

ℎ= −3.35，式2−7−12ℎ：地线在杆塔上的悬挂点高度。𝜃：杆塔上地线对外侧导线的保护角𝜃lg𝑃′86

86𝜃

ℎ

10

45= −

3.35

= −

3.35

=

−2.57𝜃绕击率𝑃′=10;2.57

=0.269%故选D。解析：山区线路为关键字眼，按公式计算即可，注意平时要练习计算器开方和对数等复杂运算。【10-2-A-25】为了使线路在平原地区的绕击率不大于0.10%，请计算当杆塔高度为55m，地线对边相导线的保护角应控制在多少以内？（A）

4.06°（B）

10.44°（C）

11.54°（D）

12.65°张工培训答案：【B

】解答过程：依据线路手册P125𝜃

ℎ平原线路：lg𝑃𝜃

=86−3.9，式2−7−11ℎ：地线在杆塔上的悬挂点高度。𝜃：杆塔上地线对外侧导线的保护角𝜃86lg𝑃′

=

𝜃

ℎ

−

3.9

=

𝜃 55

−

3.9

≤

lg0.10%

=

−386𝜃

≤

l0.44°选B解析：平原地区关键字眼应注意，本题和上个题目本质一个公式。题

31-35：110kV

送电线路架设双地线，采用具有代表性的酒杯塔，塔的全高为

33m，双地线对边相导线的保护角为

10°，导地线高度差为

3.5m，地线平均高度为

20m，导线平均高度为

15m，导线为

LGJ-500/35（直径

d=30mm）钢芯铝绞线，两边相间距d

13

=10.0m，中边相间距d

12

=d

23

=5m，塔头空气间隙的50%放电电压U

50%

为800kV。【11-2-P-34】为了使线路的绕击概率不大于0.20%，若为平原地区线路，地线对边相导线的保护角应控制在多少度以内？（A）

9.75°张工培训答案：【解答过程：依据线路手册P125（B）

17.98° （C）

23.10° （D）

14.73°B

】𝜃86平原线路：lg𝑃=

𝜃ℎ−3.9，式(2−7−11)ℎ：地线在杆塔上的悬挂点高度。𝜃：杆塔上地线对外侧导线的保护角𝜃86lg𝑃′

=

𝜃 ℎ

−

3.9

=

𝜃 33

−

3.9

≤

lg0.20%

=

−2.786𝜃

≤

17.96°选B解析：平原地区关键字眼应注意，本题和上个题目本质一个公式。土壤电阻率ρ（Ω⋅

m）ρ

≤

100100

<

𝜌

≤

500500

<

𝜌

≤

10001000

<

𝜌≤

2000ρ

>

2000接地电阻（

Ω

）1015202530【张工培训

一题2017-4-5】过电压部分

大

档杆塔的接地电阻1、某220kV

送电线路

淮河，单回架设，采用4XLGJ-400/50钢芯铝绞线，截面为451.55mm2，单位长度质量为1.511kg/m，水平档距700m，地线对边导线的保护角为15°，杆]—博闻群塔高度为80m，土壤电阻率为600Ω∙m，则杆塔接地电阻不应超过下列哪项数值？[（220355734）提供A

10Ω

B

20Ω

C

12Ω

D

15Ω答案[A]

（张工

发输变电②

165724105）解答：依据GB50064-2014

5.3.1-7雷季干燥时，有地线线路在杆塔不连地线时测量的线路杆塔的工频接地电阻，不宜超过表5.3.1-2所列数值。查表可知接地电阻不宜超过20Ω又依据5.3.3-1

范围I

线路大

档的雷电过电压保护应符合下列要求：

1）全高超过40m有地线的杆塔，接地电阻不应超过

表5.3.1-2所列数值的50%故接地电阻不应超过20x50%=10Ω，选A。表5.3.1-2

线路杆塔的工频接地电阻【张工培训一题2017-6-2～4】输电线路雷击计算某750kV

输电线路70m

全高的直线塔，

地处海拔1000m

以下山区，

导线采用4×JL

G1A−630∕45，采用V型绝缘子串，子导线直径33.6mm，

间距400mm；导线自重荷载20.39N/m，基本风速33m/s，线路最高电压为800kV，线路操作过电压倍数1.8p.u。1、假定线方有一幅值为50KA的雷电流沿着闪电通道下来，闪电通道波阻抗为250Ω雷击塔顶的耐雷水平为46kA，请计算雷电绕击导线时，雷电对地线的击距和对导线的最小击距分别为多少？（A）127.2m、125.3m（C）127.2m、129.2m（B）83.1m、81.3m（D）97.2m、95.3m2𝑈𝑚𝑠𝑖𝑛

𝜔𝑡

+

𝜑/ 3

=

+ 2×

800/ 3

=答案[A]

（张工

发输变电②

165724105）解答：：

导线上工作电压瞬时值𝑈ph

=653.2𝑘V依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.5-1）𝑟s

=

10𝐼0.65

=

10

×

500.65

=

127.2𝑚依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.5-2）c

ph𝑟

=

1.63

5.015𝐼0.578

−

0.001𝑈

1.125

=

1.63

× 5.015

×

500.578

−

0.001

×

653.21.125=

125.3m故选A。2、单回路段悬垂直线塔采用水平排列的酒杯塔，假定绝缘子串的闪络距离为7.5m，两地线水平距离28m，年雷暴日数为35d，属于我国一般地区中雷区，若线路的绕击闪络概率为0.46%，雷击塔顶的耐雷水平为46kA，请计算该线路的雷击跳闸率是多少？（A）5.78

次/100km∙a（C）7.85

次/100km∙a（B）6.96

次/100km∙a（D）8.99

次/100km∙a答案[A]

（张工 发输变电②

165724105）解答过程：依据GB/T

50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》附录D1.2查条文说明2.0.6～2.0.9，地闪密度为：𝑔𝑁

=1

300230.023𝑇𝑑.

=

.

×351.3

=2.339

次/km2

∙a依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.2）则线路落雷次数为：𝑇28ℎ0.6

+

b=

.𝑁𝐿

=

0.1𝑁𝑔

0

1

×

2.339

× 28

×

700.6

+

28=90.35

次/100km∙a依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.9-1）绝缘子平均运行电压梯度有效值为：E

=𝑈𝑛7503𝑙𝑖

3

×

7.5= =

57.74kV/m依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.8）建弧率为：η

= 4.5𝐸0.75

−

14 ×

10;2

= 4.5

×

57.740.75

−14依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.1-1）雷电流幅值概率为：;

𝐼1

;

46

𝑃

𝐼0

≥

𝐼1

=

10

88

=

10

88

=

0.3001依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.7）雷击跳闸率为：×

10;2

=

0.803𝑁

=

𝑁𝐿

𝜂

𝑔𝑃1

+

𝑃sf

=

90.35

×

0.803

×41

×

0.3001

+

0.46%=5.78

次/100km∙a故选A。3、假设该线路所在地区年雷暴日数为45d，属于我国一般地区多雷区，地线为GJ-100

型镀锌钢绞线，地线对边相导线的保护角为10°，两地线水平距离28m，地线平均高度为60m，请计算线路落雷次数为下列何值？（A）111.33

次/(100km∙a)（C）125.27

次/(100km∙a)（B）115.00

次/(100km∙a)（D）129.36

次/(100km∙a)答案：【C】解答过程：依据GB/T

50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》附录D1.2

查条文说明2.0.6～2.0.9，地闪密度为：𝑑𝑁𝑔

=0.023𝑇1.3

=0.023×451.3

=3.243

次/(km2

∙a)依据GB/T50064-2014附录D式（D.1.2）则线路落雷次数为：𝑇𝑁𝐿

=0.1𝑁𝑔(28ℎ0.6

+b)=0.1×3.243×(28×700.6

+28)=125.27

次/(100km∙a)故选C。网络授课课后及时答疑专有题库

时间：周四发输变电免费学习群165724105供配电免费学习群5210822512017年张工培训发电输电工程师

班过电压保护与绝缘配合主讲：寒冬（四）避雷针题11-14

某水电厂采用220kV

变压送出，厂区设有一座220kV

开关站，请回答下列问题：【08-2-A-12】若该220kV

开关站厂区总面积为70m×60m

的矩形面积，在四个顶角各安装高30m

的避雷针，被保护物高度14.5m

出线门架挂线高度，请计算对角线的两针间保护范围的一侧最小宽度bx

应为下列哪项数值？A3.75m B

4.96m C

2.95m D

8.95m张工培训答案：【B】解答过程：

依据《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则》DL/T5090-1999

第6.2.1-6.2.5

条，图6.2.4-2

中的b)或依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB/T

50064-2014

第5.2.2

条，图5.2.2-1xh702

602h

0.48h

，

5.9530

h

P30

14.5

14.5

Da查图5.2.2-1

可得，h

Pabxx

0.32

，

b

0.32

(30

14.5)

4.96m解析：可参考

范《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则》NB/T35067-2015单针等高和双针等高，必须掌握，不等高的避雷针，也需要熟悉。避雷针考试为重点的考点。题6-10

某屋外220kV变电所，海拔1000米以下，高压进线断面图如下：【

09-2-A-10

】

该

220

k

V

开关站为

60

米×

70

米矩形布置，

四角各安装高

30

米的避雷针，

保护物

6

米高（

并联电容器）

计算相邻

70

米的两针间，

保护范围一侧的最小宽度

bx

为[

]A

20

米张工培训答案：【解答

过程：

依据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

GB/

T

50064-2014

第

5.2.2

条，

图B

24

米

C

25.2

米

D

33

米B

】x305.2.2-1

，

被保护物的高度

h

6

h

0

.

2

h

0.5h

2.9，

h

P30

6D

70a查表5.2.2-2

可得h

Pabxx

1

，

b

1

24

24

m解析：和08

上午12

题类似，四只等高避雷针保护范围计算，基本题，需熟练掌握。单针等高和双针等高，必须掌握，不等高的避雷针，也需要熟悉。母题11-15

某新建变电站位于海拔3600m

地区，装2×240MVA，300kV

油主变，所内330kV配电装置采

线接线，330kV

出线2

回。【10-2-P-13】配电装置电气设备的直击雷保护采用在构架上设避雷针的方式，其中二支相距60m，高度为30m，当被保护设备的高度为10m

时，请计算二支避雷针对被保护设备联合保护范围的最小宽度是下列哪个：（A）

13.5m

（B）

15.6m

（C）

17.8m

（D）

19.3m张工培训答案：

C

】【解答过程：依据，GB/T

50064-2014

5.2.2

条x

a

x30h

30m,h

10m,h

3010

20m,P

1,D60m，h

10

h

0.33hh

P

D

0.89a，bx

=

0.89(h

−hx)p

=

0.89

×(30−10)

×1.0

=

17.8m解析：单针的避雷器一定要掌握，双等高避雷针计算也为常考点，大家需平时要大量练习要做到熟练。题11-15：某发电厂（或变电站）的220kV配电装置，地处海拔高达3000m，盐密

0.18mg/cm2，采用户外敞开式中型布置，构架高度为20m，220kV采用无间隙金属氧化物避雷器和避雷针作为雷电过电压保护，请回答下列各题。（计算保留两位小数）【11-2-A-14】该配电装置防直击雷保护采用在构架上装设避雷针的方式，当需要保护的设备高度为10m，要求保护半径不小于18m时，计算要增设的避雷针最低高度应为下列哪项数值？（B）6m（D）26m（A）5m（C）25m张工培训答案：【B

】解答过程：依据GB/T

50064-2014

式（5.2.1-3）依据：《交流电器装置的过电压保护和绝缘配合》（GB/T（5.2.1-3）；图5.2.1。已知架构高度为20m，50064-2014）第5.2.1条式①假设安装的避雷针高度≤10m，则装设避雷针后的对地高度20<h≤30mhx

=

10＜0.5hrx

= 1.5h−

2hx

P

= 1.5h

−

2

×

10 ×

1

=

1.5h

−

20

≥

18mh

≥

18

+

20

=

25.33m1.5取26m，由于架构本身高20m，则避雷针最低高度取6m。选B解析：单针避雷针，要求必须掌握，注意三十米高的节点，这个也是长考点。题

16-20：某火力发电厂，在海拔

1000m

以下，发电

压器单元接线如下图所示。设

i1i2

分别为

d1、d2点短路时流过

DL

的短路电流，已知远景最大运行方式下，i1

的交流分量起始有效值

36kA

不衰减，直流分量衰减时间为

45ms；i2的交流分量起始有效值

3.86kA，衰减时间常数为

720ms；直流分量衰减时间常数为

260ms。请解答过程下列各题（计算题按最接近数值选项）【11-2-A-19】主变压器区域有一支42m

高独立避雷针，主变至220kV

配电装置线在附线间的空间最小距离最接近下列哪项数线风偏）（B）3.0m（D）4.6m近经过，高度为

14m。计算该避雷针与

220kV值？（已知避雷针冲击接地电阻为12

，不考虑（A）1.8m（C）3.8m解析：依据GB/T50064-2014

5.4.11-1

条和5.4.11-5

条最小距离为5

米，本题没有合适选项。只能选D

接近。题10-14：某发电厂装有二台300

MW

机组，经主变升压至220kV

接入系统。220kV

屋外配电装置母线采用支持式管型母线，为双母线接线分相中型布置，母线采用Φ220/110

铝锰合金管，母联间隔跨线采用

软导线。【12-2-A-12】配电装置的直击雷保护采用独立避雷针，避雷针高35m，被保护物高度15m，当其中二支避雷针的联合保护范围为30

米时，请计算这二支避雷针之间允许的最小距离和单支避雷针对被保护物的保护半径是下列哪组数值？（

B）

r

=

20.9m（

D）

r

=

22.5mD

=

72mD

=

72mD

=

60.95mD

=

60.95mA

】（

A）

r

=

20.9m（

C）

r=22.5m张工培训答案：解答过程【：依据GB/T

50064-2014

式子（5.2.1-3

）；图5.2.2-2x

x

x35h

15

0.5h,

r

(1.5h

2h

)

P

(1.5

35

215)

5.5

20.9m3535x

xh

15

h

0.43h,

r

(1.5h

2

h

)

P

(1.535

2

15)

5.5

20.92m3530

2

0

.81

，(35

15)

5.5

ha

Pbx35Dha

P

3.278,

D

3.278(35

15)

5.5

61m选A

接近解析：分别计算单针时，等高双针双针时的范围，注意区分地面保护范围和空中保护范围。题7-10

：某新建电厂一期安装两台300

MW

机组，采用发电机-变压器单元接线接入厂内

220

kV

屋外中型配电装置，配电装置采母线接线。在配电装置架构上装有避雷针进行直击雷保护，其海拔高度不大于1000

m

。主变中性点可直接接地或不接地运行。配电装置设置了以水平接地极为主的接地网，接地电阻为0.65

Ω，配电装置（人脚站立）处的土壤电阻率为100

Ωm

。【13-2-A-8

】若主变压器高压侧至配电装置间采用线连接，架构上装有两个等高避雷针。若被保护物的高度为15m。请计算确定满足直击雷保护要求时，避雷针的总高度最短应选择下列哪项数值？（

B

）

30m（

C

）

35m（

D

）

40m（

A

）

2

5

m张工培训答案：（

B）bx1#避雷针2#避雷针解答过程：依据GB/T

50064-2014式（5.2.1-2）及图5.2.2-27

415=

25°，rx

≥

11𝑚，bx

≥

cos25°

=

4.41m∅

=

arctanrx

= h

−

hx

P

=1

若h=25m，hx

=15>0.5h25−15

×1=10m<11m，不满足，排除选项A。2

若h=30m，hx

=15=0.5hrx

= h

−

hx

P

=30

−

15×

1

=

15m

>

11m，满足ha

= h

−

hx

=

30

−

15

=

15ma则h

𝑃

=D 302

+

14215

×

1=

2.21ah

𝑃x查图5.2.2-2bx则

=

0.85，b =

0.85

×

15

×1

=

12.75m

>

4.41m，故选B满足要求。题6-10、某电力工程中的220kV配电装置有3回

出线，其中两回同塔架设。采用无间隙金属氧化物避雷器作为雷电过电压保护，其雷电冲击全波耐受电压为850kV。土壤电阻率为50Ω·m。为防直击雷装设了独立避雷针，避雷针的工频冲击接地电阻为10Ω，请根据上述条件回答下列各题（计算保留两位小数）。【14-2-A-6】配电装置中装有两支独立避雷针，高度分别为20

m和30m，两针之间距离为30m。请计算两针之间的保护范围上部边缘最低点高度应为下列哪项数值？（A）15m

（B）15.71m

（C）17.14m

（D）25.71m张工培训答案：【C】2解答过程：依据电气一次手册P850，式（15-12），ℎ2

=20≥1

ℎ1

=0.5×30=15m122

1当ℎ

≥ ℎ

时，′1

2𝐷 =

𝐷

−

ℎ −ℎ p

=

30

− 30

−

20=

20mD′20依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB/T

50064-2014第5.2.6条公式（5.2.6）并结合第5.2.2条公式（5.2.2）h0

=

h−

7𝑃

=

20

−

7

=

17.14𝑚故选C。解析：不等高双避雷针的防雷保护区，是考试中少见问题，随着大家复习力度的加大，为了拉开分数差距，命题组往往加大计算量，大家要提起重视。【14-2-A-8

】请计算独立避雷针在中距离为下列哪项数值？10m

高度处与配电装置带电部分之间，允许的最小空气（

A）

1m

（

B

）

2m

（

C

）

3m

（

D

）

4m张工培训答案：【C】解答过程：

依据

GB/

T

50064-2014

5.4.11-2

条和

5.4.11-5

条

最小值为5米，

无正确选项依据《

交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

DL/

T

620

-1997

第

7.1.11.a)条,式（

15

）空中距离为：Sa=0.2Ri+0.1h=0.2×10+0.1×10=3(m)解析：新出的规范GB/T

50064-2014

有了新的规定，除了满足计算式以外还有基本值的要求，大家要注意。题10—19、某发电厂的发电机经主变压器接入屋外220kV升压站，主变布置在主厂房外，海拔高度3000m，220kV配电装置为双母线分相中型布置，母线采用支持式管型，间隔纵向跨线采用LGJ-800

软导线，220kV母线最大三相短路电流38KA，最大单相短路电流36KA.【14-2-P-12】220kV配电装置采用在架构上安装避雷针作为直击雷保护，避雷针高

35m，被保护物高15m，其中有二支避雷针之间直线距离为60m，请计算避雷针对被保护物的保护半径rx和二支避雷针对被保护物高度的联合保护范围的最小宽度bx应为下列哪组数据？A

rx

=

20.93𝑚，bx

=

14.88mB

rx

=

20.93𝑚，bx

=

16.8mC

rx

=

22.5𝑚，bx

=

14.88mD

rx

=

22.5𝑚，bx

=

16.8m张工培训答案：【A】解答过程：依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》GB/T

50064-2014第5.2.1条、5.2.2条，及公式各符号定义：30m

≤

h

=

35m

≤

120m，p

=

5.5

=

5.5

=

0.93ℎ

35xh =

15

=

15

h

=

0.429h

<

0.5ha35ha

= h

−

hx

=

35−

15

=

20mD