线路及绕组中的波过程课件.ppt

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1、第二篇电力系统过电压及其防护本篇的主要内容第四章线路及绕组中的波过程主要内容4.1单导线波过程4.2波的折射和反射4.3行波通过串联电感和并联电容4.4行波的多次折反射4.5无损耗平行多导线系统中的波过程4.6冲击电晕对线路波过程的影响4.7变压器绕组中的波过程4.8旋转电机绕组的波过程4.1单导线波过程一均匀无损长线的波过程4.1单导线波过程均匀无损长线等值电路4.1单导线波过程磁场：磁通变化→导线自感压降，用参数L→L0dx表征电场：电场变化→导线对地电容电流，用参数C→C0dx表征导线电阻：iR0线路绝缘子泄漏电流:u

2、G0.R<

3、导线周围介质获得电磁能的大小，具有阻抗的量纲，其值决定于单位长度导线的电感和电容，与线路长度无关。对单导线架空线，Z=500Ω左右，考虑电晕影响取400Ω左右，电缆的波阻抗约为十几至几十欧姆。波阻抗与集中参数中电阻的区别：波阻抗决定于单位长度电感和电容，与长度无关；波阻抗不消耗能量；如果导线存在前行波和反行波，导线电压与电流之比不等于波阻抗。4.1单导线波过程导线单位长度所具有的磁场能量恒等于电场能量，这就是电磁场传播过程的基本规律；导线单位长度的总能量为或改写4式可得4.1单导线波过程电压、电流是空间和时间的函数均匀无损单

4、导线波动方程二、波动方程及其解电压沿x方向的变化是由于电流在L0上的电感压降；电流沿x方向的变化是由于在C0上分去了电容电流；负号表示在x正方向上电压和电流都将减少。4.1单导线波过程应用拉氏变换对上式联解，得波动方程解得为前行电压波和前行电流波为反行电压波和反行电流波4.1单导线波过程前行电压波和前行电流波表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v沿x的正方向移动。反行电压波和前行电流波表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v沿x的负方向移动。电压波和电流波的关系：“前行电压波和前行电流波极性相同，反行电压波和反行电流波极性相反

5、。”如何理解波动方程如何理解4.1单导线波过程电压波的符号只取决于导线对地电容所充电荷的符号，与电荷的运动方向无关电流波的符号不仅与相应电荷符号有关，而且也与电荷运动方向有关一般取正电荷沿x正方向运动形成的波为正电流波4.1单导线波过程无损单导线波过程的基本规律由下面四个方程决定：4.1单导线波过程4.2波的折射和反射4.3行波通过串联电感和并联电容4.4行波的多次折反射4.5无损耗平行多导线系统中的波过程4.6冲击电晕对线路波过程的影响4.7变压器绕组中的波过程4.8旋转电机绕组的波过程4.2波的折射和反射4.2波的折射和

6、反射连接点A处只能有一个电压电流值必然有其中一、折射波和反射波的计算电压的折反射电流的折反射Z2>Z14.2波的折射和反射代入得4.2波的折射和反射α、β分别是节点A的电压折射系数和反射系数α、β之间满足折射系数永远是正值，说明入射波电压与折射波电压同极性反射系数可正可负，要由边界点A两侧线路或电气元件参数确定4.2波的折射和反射末端电压末端反射波末端电流电流反射波在线路末端由于电压波正的全反射，在反射波所到之处，导线上的电压比电压入射波提高1倍线路磁场能量全部转化为电场能量例一线路末端开路4.2波的折射和反射末端电压电流反

7、射波反射波到达范围内导线上总电流线路末端短路接地时，电流加倍，电压为0线路全部能量转换成磁场能例二线路末端接地4.2波的折射和反射线路末端接有负载（两条不同波阻抗线路连接）例三4.2波的折射和反射A点边界条件其中二、彼德逊法则4.2波的折射和反射联解得彼德逊法则要计算节点A的电流电压，可把线路1等值成一个电压源，其电动势是入射电压的2倍2u1q(t)，其波形不限，电源内阻抗是Z1。VeryImportant!!!!A4.2波的折射和反射彼德逊法则将分布参数问题变成集中参数等值电路，把微分方程问题变成代数方程问题，简化计算。u

8、1q(t)可以为任意波形，Z2可以是线路、电阻、电感、电容组成的任意网络。使用彼德逊法则求解节点电压时的先决条件：线路Z2上没有反行波或Z2中的反行波尚未到达节点A4.2波的折射和反射三、线路末端接有电阻R时的波过程应用举例当R=Z1时，4.2波的折射和反射此时线路上无反射波电压，反射系数