书名：电力系统暂态过电压数值计算与分析
书号：9787519860974
定价：85.00元
作者：李谦,周原,赵晓凤,江宇栋
出版时间：2021-12-24
出版社：中国电力出版社
页码： 276    字数(千字)：249
开本：16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

编辑推荐

本书以有代表性的现场故障案例分析为特色，理论与实际结合紧密，图文并茂，具有较强的实操性。

产品特色

本书以有代表性的现场故障案例分析作为特色，理论与实际结合紧密，图文并茂，具有较强的实操性，除了介绍电力系统常见的过电压数值计算分析和建模方法之外，还引入了近年来引起关注的一些过电压与绝缘配合领域新内容，如连续雷击严苛工况下线路侧避雷器保护距离和能量吸收的校核、CVT在线路谐振条件下传变特性、隔离开关操作引发电磁暂态过程、配电网PT低频振荡等新热点问题，对于拓展读者的视野来说是一个很好的卖点，是国内介绍过电压计算分析方面较为贴近生产实际的科技图书。

作者介绍

李谦，教授级高级工程师，1996年毕业于华中科技大学，现在广东电网有限责任公司电力科学研究院从事过电压与绝缘配合、防雷接地专业的技术工作，南方电网公司高级技术专家，第二、三届“电力行业过电压与绝缘配合标准化委员会”委员和第一届“能源行业接地技术标准化委员会”副主任委员，共获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步二等奖3项、三等奖4项；获授权发明专利15件，实用新型专利13件；编制国家标准1个、电力行业标准6个；著有专著5部，其中独著2部，第一作者2部，第二作者1部；作为第一作者累计在国内外专业期刊上发表学术论文78篇。,2012年硕士毕业于重庆大学，2012年至今在广东电网电力科学院从事过电压仿真计算、过电压监测、避雷器试验检测相关工作，发表过电压监测及仿真相关论文20余篇，获授权发明专利10余件。,2016年毕业于华南理工大学，现在广东电网有限责任公司电力科学研究院从事过电压与绝缘配合、变电设备状态监测与评价的技术工作。作为第一作者，发表论文10篇，其中SCI期刊1篇、EI收录5篇、核心期刊1篇；参编电力行业标准1项、团体标准3项；获授权发明专利3件。 周原，高级工程师，2012年硕士毕业于重庆大学，2012年至今在广东电网电力科学院从事过电压仿真计算、过电压监测、避雷器试验检测相关工作，发表过电压监测及仿真相关论文20余篇，获授权发明专利10余件。 赵晓凤，工程师，2016年毕业于华南理工大学，现在广东电网有限责任公司电力科学研究院从事过电压与绝缘配合、变电设备状态监测与评价的技术工作。作为第一作者，发表论文10篇，其中SCI期刊1篇、EI收录5篇、核心期刊1篇；参编电力行业标准1项、团体标准3项；获授权发明专利3件。

内容介绍

过电压分析在输变电工程和设备设计优化、绝缘配合校验，以及故障分析和制定反措等方面起到越来越重要的作用，而过电压暂态数值计算分析使得重复性的数值试验成为可能，大大增进了对过电压暂态发展过程的理解，在过电压分析中扮演越来越重要的角色。 针对该基础性工作在供电部门和发电厂等电力系统运行单位比较薄弱的现状，作者采用通用过电压分析软件，在理论分析和合理建模基础上，对近年来广东电网乃至南方电网的近三十个过电压相关的故障仿真进行计算分析，为电网故障分析、反事故技术措施制定和绝缘配合校核等提供了有力的技术支持。 本书是广东电网有限责任公司电力科学研究院近年来开展过电压计算分析工作经验的总结，共分为9章，结合有代表性的案例分析，主要涉及雷电侵入波引起的外部过电压分析、电磁振荡引起的内部过电压分析，以及绝缘配合的优化等，也引入了连续雷击严苛工况下线路侧避雷器保护距离和能量吸收的校核、CVT在线路谐振条件下传变特性、隔离开关操作引发电磁暂态过程、500kV线路高压并联电抗器退运条件计算评价、架空输电线路感应电压和配电网TV低频振荡等近年来过电压与绝缘配合技术领域新内容。 本书以有代表性的现场故障案例分析作为特色，理论与实际结合紧密，图文并茂，具有较强的实操性，是国内介绍过电压计算分析方面较为贴近生产实际的科技图书。
本书适用于本书主要面向电力行业基层专业技术人员，可供过电压和绝缘配合专业技术人员开展过电压仿真计算分析工作参考，也可作高等院校电气类专业的参考书。

前言

过电压的产生往往与雷击、开关操作、故障或参数配合不当等原因导致的电力系统状态变化和暂态过渡过程紧密联系在一起，电力系统存在大量的电容和电感等储能元件，增大了激发持续性电压振荡的概率。电力系统的过电压种类繁多，其激发条件、机理原因、特性和影响因素各有不同，不同的过电压需要我们去认识和辨别，才能做到事件原因分析清晰，反事故技术措施或绝缘配合的优化做到有的放矢。 计算机技术和计算技术的发展，使得过电压暂态数值计算分析精确描述暂态发展过程的图像成为可能，过电压分析也从传统带经验的理论定性分析和求解析解或者经验公式的定量分析，向可重复进行数值试验的模式提升，大大增进了对过电压发展过程的理解。国内外出现了商业化的功能强大的软件，如 ATP-EMTP 和PSCAD/EMTDC 等专业软件，以及基于上述软件内核进行二次开发的专用软件，其计算速度与精度已得到普遍认可，电力系统复杂网络的过电压暂态数值仿真计算成为为输变电工程的设计、绝缘配合校核和故障分析服务的一个适用广、实用性强、使用便利且功能强大的数学工具，过电压暂态数值计算起到越来越重要的作用。过电压数值计算，以往多用于或服务于基建和设备制造的输变电工程的设计、设备制造过程中的产品优化和绝缘配合的校验等，而对于电力系统运行单位（包括供电部门和发电厂）则主要用于电网事故分析和反事故技术措施的制定。由于历史的原因，电力系统运行单位的过电压定量计算水平和过电压分析手段普遍偏薄弱，电网和设备事故的过电压分析及反事故技术措施制定所需的过电压分析通常依赖技术人员的主观经验，定性分析居多，主观因素影响大，针对性不强；由于缺乏过电压仿真计算手段，较复杂的过电压问题则依赖高校和大型科研单位，另外，由于缺乏过电压定量分析手段，也使得反事故技术措施和绝缘配合优化的制定难以做到有的放矢，难以达到科学和精益化的效果，越来越不适应电力系统向高电压、大容量、复杂化的发展要求。 现有过电压计算软件对技术人员的经验要求高，对于缺乏长期使用经验的电力技术人员而言，面临着难以准确简化设备和系统模型、难以考虑所有可能工况和故障类型等难题，在过电压暂态计算实践中，由于分析模型的搭建，电气元件的模拟和参数的选取，以及计算条件等方面存在差别，导致过电压软件的应用水平参差不齐，应用深度也差别较大，常常出现即便有了过电压数值计算软件并熟悉使用，但模型存在问题，使得计算结果存在较大的差异，“算不准”的问题一直困扰着电力系统的技术人员。为解决电网企业过电压技术支持水平薄弱的问题，编著者在理论分析和合理建模基础上，采用现行通用过电压分析软件，解决广东电网乃至南方电网 30 多起过电压计算及风险评估问题，丰富了事故分析手段，使事故分析工作上升到定量分析层次，填补广东电网过电压定量分析手段的空白，为电网故障分析、反事故技术措施制定和绝缘配合校核等提供了有力的技术支持。 本书是广东电网有限责任公司电力科学研究院近年来开展过电压计算分析工作经验的总结，结合有代表性的案例分析，介绍了电网过电压分析中基于原理性分析的建模方法和分析方法，既涉及雷电侵入波引起的外部过电压分析、电磁振荡引起的内部过电压分析，以及绝缘配合的优化等一些传统的过电压分析案例，也引入了近年来引起关注的一些过电压与绝缘配合领域新内容，如连续雷击严苛工况下线路侧避雷器保护距离和能量吸收的校核、CVT 在线路谐振条件下传变特性、隔离开关操作引发电磁暂态过程、500kV 线路高压并联电抗器退运条件计算评价、架空输电线路感应电压和配电网TV 低频振荡等新热点问题。 全书共分为9 章，第1 章介绍过电压暂态数值计算，包括电力系统过电压、过电压暂态计算、过电压计算工具、过电压暂态数值计算流程和内容，以及电气元件的模拟；第2 章介绍变电站雷电侵入波过电压分析和绝缘配合优化，包括变电站雷电侵入波防护、110kV 线路侧电流互感器雷电侵入故障分析、连续雷击工况下线路侧避雷器保护距离校核和 220kV 线路雷电侵入故障分析及绝缘配合优化；第3 章以某500kV 线路高压并联电抗器中性点避雷器热崩溃故障为例，介绍连续雷击工况下线路侧避雷器能量吸收分析校核；第4 章以某500kV 线路保护误动作跳开线路事件为例，介绍 CVT 在线路谐振条件下传变特性分析；第 5 章以某500kV 变电站隔离开关操作引起断路器均压电容爆炸事件为例，介绍开关操作引发的电磁暂态过程断路器仿真计算；第6 章以某20kV 配电电缆联锁跳闸故障为例，介绍分析配电网弧光接地过程；第 7 章以某配电网电磁式电压互感器（TV）熔丝烧毁故障为例，介绍配电网TV 低频振荡及其抑制措施的仿真分析；第8 章给出了500kV 线路高压并联电抗器退运条件计算评价，以及某500kV 线路临时跳通方式下内部过电压计算分析；第9 章介绍了过电压仿真在架空输电线路感应电压计算中的应用，指导运维检修的实践。 本书的内容尽量参考和引用国内外的规程、规范和最新研究成果，可供过电压与绝缘配合专业技术人员开展过电压计算分析参考，也可作高等院校电气类专业的参考书。 本书由广东电网有限责任公司电力科学研究院编著，李谦教授级高级工程师参与或完成第1、2、3、6、7 章的编写，周原高级工程师参与或完成第2、4、5、8章的编写，赵晓凤工程师参与或完成第2、8、9 章的编写，江宇栋博士参与第2、3、6、7 章的编写。 本书编写得到了华中科技大学林福昌教授、李化教授，华南理工大学韩永霞副教授，广东电网有限公司电力科学研究院丘映丹、宋坤宇、李歆蔚等的大力支持，广州中光电气科技有限公司实验场地和实验支持，对他们的贡献，作者表示由衷的感谢。 本书的编写参考和引用了清华大学、武汉大学、重庆大学等单位的大量相关论文、书籍和技术报告，并列入参考文献中，在此深表谢意。另外，还有很多同行为本书的编写提供了资料和意见，在此一并致以诚挚的谢意。本书历时两年完成，期间得到了家人的大力支持和理解，谨以本书的出版回报他们的关爱和付出。 由于编者水平有限，难免有不足和错误之处，恳请读者多提宝贵建议和批评。 编著者 2021 年10 月

目录

前言
第1 章 过电压暂态数值计算·························································································1
11 电力系统过电压································································································1
12 过电压暂态计算······························································································19
13 过电压计算工具······························································································23
14 过电压暂态数值计算流程和内容··································································25
15 电气元件模拟··································································································34
16 本章小结··········································································································46
第2 章 变电站雷电侵入波过电压分析和绝缘配合优化···········································49
21 变电站雷电侵入波防护··················································································49
22 某110kV 线路侧断路器B 相电流互感器雷电侵入故障分析·····················52
23 连续雷击工况下线路侧避雷器保护距离校核··············································71
24 某220kV 线路雷电侵入故障分析及绝缘配合优化·····································76
25 本章小结··········································································································93
第3 章 连续雷击工况下线路侧避雷器能量吸收分析校核·······································95
31 连续雷击侵入波对变电站设备的影响··························································95
32 某500kV 线路高压并联电抗器中性点避雷器热崩溃故障·························96
33 仿真建模········································································································103
34 计算结果分析································································································109
35 高压并联电抗器中性点避雷器故障原因分析············································126
36 本章小结········································································································130
第4 章 电容式电压互感器传变特性变化引起保护误动作分析·····························132
41 输电线路电磁振荡过程················································································132
42 某500kV 线路保护误动作跳开线路事件···················································133
43 仿真建模和计算结果分析············································································135
44 CVT 在线路谐振条件下传变特性分析·······················································154
45 本章小结········································································································162
第5 章 开关操作引发的振荡过程导致设备故障分析·············································164
51 开关操作引发的电磁暂态过程····································································164
52 某500kV 变电站隔离开关操作引起断路器均压电容爆炸事件················164
53 仿真建模和计算结果分析············································································165
54 本章小结········································································································179
第6 章 配电网弧光接地造成电缆联锁跳闸故障分析·············································181
61 配电网弧光接地过程····················································································181
62 某20kV 配电网弧光接地过程电缆联锁跳闸故障·····································181
63 仿真建模和计算结果分析············································································185
64 本章小结········································································································192
第7 章 配电网电磁式电压互感器低频振荡分析·····················································193
71 配电网电磁式电压互感器低频振荡····························································193
72 某20kV 配电网TV 低频振荡引起TV 熔丝烧毁故障·······························196
73 建模和计算结果分析····················································································200
74 配电网TV 低频振荡抑制措施仿真分析·····················································212
75 本章小结········································································································220
第8 章 高压并联电抗器相关的线路过电压和潜供电流计算分析·························222
81 高压并联电抗器····························································································222
82 500kV 线路高压并联电抗器退运条件计算评价········································222
83 某500kV 线路临时跳通方式下内部过电压计算分析·······························238
84 本章小结········································································································245
第9 章 架空输电线路感应电压仿真计算分析·························································247
91 输电线路感应电压························································································247
92 仿真计算建模································································································249
93 仿真计算结果及分析····················································································259
94 本章小结········································································································261
参考文献·························································································································262