高电压技术 教学课件 作者 吴广宁 - 副本第7章习题1.doc

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1、第7章输电线路和绕组中的波过程7-1为什么需要用波动过程研究电力系统中过电压？7-2试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？7-3试分析直流电势E合闸于有限长导线(长度为，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(习题7-3图)。假设直流电源内阻为零。(1)当R=Z时，分析末端与线路中间的电压波形；(2)时，分析末端与线路中间的电压波形；(3)当R=0时，分析末端的电流波形和线路中间的电压波形。习题7-3图7-4母线上接有波阻抗分别为、、的三条出线，从Z1线路上传来幅值为E的无穷长直角电压波。求出在线路Z3出现的折射波和在线路Z1上的反射波。7-

2、5有一直角电压波E沿被阻抗为Z＝500的线路传播，线路末端接有对地电容C＝O.0l。(1)画出计算末端电压的彼德逊等值电路，并计算线路末端电压波形；(2)选择适当的参数，把电容C等值为线段，用网格独计算线路末端的电压波形；(3)画出以上求得的电压波形，并进行比较。7-6波在传播中的衰减与畸变的主要原因？说明冲击电晕对雷电波波形影响的原因？7-7当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器绕组内将出现振荡过程，试分析出现振荡的根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡的影响。7-8说明为什么需要限制旋转电机的侵入波陡度。7-1为什么需要用波动过程研究电力系

3、统中过电压？答：实际电力系统采用三相交流或双极直流输电，属于多导线线路，而且沿线路的电场、磁场和损耗情况也不尽相同，因此所谓均匀无损单导线线路实际上是不存在的。但为了揭示线路波过程的物理本质和基本规律，可暂时忽略线路的电阻和电导损耗，假定沿线线路参数处处相同，故首先研究均匀无损单导线中的波过程。7-2试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？答：分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻虽然有相同的量纲，但物理意义上有着本质的不同：（1）波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大小；电磁被通过波阻抗为Z的无损线路时，其能量以电磁能的形式

4、储存于周围介质中．而不像通过电阻那样被消耗掉。（2）为了区别不同方向的行波，Z的前面应有正负号。（3）如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等于波阻抗，即（4）波阻抗的数值Z只与导线单位长度的电感L0和电容C0有关，与线路长度无关。7-3试分析直流电势E合闸于有限长导线(长度为l，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(如图7-24所示)。假设直流电源内阻为零。(1)当R=Z时，分析末端与线路中间的电压波形；(2)时，分析末端与线路中间的电压波形；(3)当R=0时，分析末端的电流波形和线路中间的电压波形。解：（1）当

5、R=Z时，没有反射电压波和反射电流波，即。则末端与线路中间的电压相同，，波形如下。图(1)末端接集中负载R=Z时的电压波形（2）当时，根据折射和反射系数计算公式（7-17），，即末端电压U2=u2f=2E，反射电压u1b=E，线路中间的电压，波形如下。图(2)末端开路时的电压波形（3）当R=0时，根据折射和反射系数计算公式（7-17），，即线路末端电压U2=u2f=0，反射电压u1b=-E，线路中间的电压。反射电流i1b=。在反射波到达范围内，导线上各点电流为，末端的电流。图(3－1)末端接地时末端的电流波形图(3－2)末端接地时线路中间的电压

6、波形7-4母线上接有波阻抗分别为Z1、Z2、Z3的三条出线，从Z1线路上传来幅值为E的无穷长直角电压波。求出在线路Z3出现的折射波和在线路Z1上的反射波。解：当无穷长直角波沿线路Z1达到母线后，在线路Z1上除、外又会产生新的行波、，因此线路上总的电压和电流为设线路Z2为无限长，或在线路Z2上未产生反射波前，线路Z2上只有前行波没有反行波，则线路Z2上的电压和电流为同理，线路Z3上的电压和电流为然而母线上只能有一个电压电流，因此其左右两边的电压电流相等，即，，因此有将，，，，代入上式得，线路Z3出现的折射波线路Z1出现的反射波7-5有一直角电压波

7、E沿波阻抗为Z＝500的线路传播，线路末端接有对地电容C＝O.0l。(1)画出计算末端电压的彼德逊等值电路，并计算线路末端电压波形；(2)选择适当的参数，把电容C等值为线段，用网格图计算线路末端的电压波形；(3)画出以上求得的电压波形，并进行比较。解：（１）计算末端电压的彼德逊等值电路如图（4），线路末端电压为图（4）　彼德逊等值电路（２）略（３）略7-6波在传播中的衰减与畸变的主要原因？说明冲击电晕对雷电波波形影响的原因？答：波的衰减和变形受到以下因素的影响：（1）线路电阻和绝缘电导的影响实际输电线路并不满足无变形条件（式7-28），因此波在

8、传播过程中不仅会衰减，同时还会变形。此外由于集肤效应，导线电阻随着频率的增加而增加。任意波形的电磁波可以分解成为不同频率的分量，因为各种频率下的电阻不