高电压工程 08t

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1、第八章线路和绕组的波过程高电压工程基础田翠华8.1波沿无损耗单导线线路的传播8.2行波的折射与反射8.3行波的多次折、反射8.4波沿平行多导线系统的传播8.5波的衰减和变形8.6变压器绕组中的波过程8.7旋转电机绕组中的被过程2/28第八章线路和绕组的波过程3/28波传播的物理概念假设有一无限长的均匀无损的单导线，见图7-1(a)，t=0时刻合闸直流电源，形成无限长直角波，单位长度线路的电容、电感分别为C0、L0，线路参数看成是由无数很小的长度单元构成，如图所示均匀无损的单导线(a)单根无损线首端合闸（b）等效电路4/28波传播的物理概念均匀无损的单导线(a)单根无损线首端合闸（b）等效电路合

2、闸后，在导线周围空间建立起电场，形成电压。靠近电源的电容立即充电，并向相邻的电容放电，由于线路电感的作用，较远处的电容要间隔一段时间才能充上一定数量的电荷，并向更远处的电容放电。这样沿线路逐渐建立起电场，将电场能储存于线路对地电容中，也就是说电压波以一定的速度沿线路x方向传播。5/28波传播的物理概念均匀无损的单导线(a)单根无损线首端合闸（b）等效电路随着线路的充放电将有电流流过导线的电感，即在导线周围空间建立起磁场，因此和电压波相对应，还有电流波以同样的速度沿，方向流动。综上所述，电压波和电流波沿线路的传播过程实质上就是电磁波沿线路传播的过程，电压波和电流波是在线路中传播的伴随而行的统一体

3、。6/288.1波沿无损单导线线路的传播8.1.1单根输电线路的等值电路L0，R0，C0，G0：表示导线单位长度上的电感、电阻、对地电容和电导。电压方程：电流方程：7/288.1波沿单导线线路的传播无损代入8/288.1波沿无损单导线线路的传播无损导线的等效电路（不计R0、G0）8.1.2波阻抗与波速根据电荷关系可知：根据磁链关系可知：波阻抗波速9/288.1波沿无损单导线线路的传播8.1.2波阻抗与波速架空线的波阻抗一般在300~500Ω范围内；对电缆线路，约在10~100Ω之间，例如特高压230Ω。波速与导线周围介质有关，与导线的几何尺寸及悬挂高度无关。对架空线路v≈3×108m/s，接近

4、光速；对于电缆，v≈1.5×108m/s，为光速的一半。10/288.1波沿无损单导线线路的传播8.1.3波动方程及其解11/288.1波沿无损单导线线路的传播8.1.3波动方程及其解12/288.1波沿无损单导线线路的传播8.1.3波动方程及其解13/288.1波沿无损单导线线路的传播8.1.4前行波和反行波前行电压波反行电压波前行电流波反行电流波14/288.1波沿无损单导线线路的传播综上所述，可得出描述行波在均匀无损单根导线上传播的基本规律的四个方程。物理意义：导线上任何一点的电压或电流，等于通过该点的前行波与反行波之和；前行波电压与电流之比等于+Z；反行波电压与电流之比等于-Z。15/

5、288.1波沿无损单导线线路的传播例8-1沿高度h为10m，导线半径为10mm的单根架空线有一幅值为700kV过电压波运动，试求电流波的幅值。解：导线的波阻抗Z为：电流波幅值为：16/288.1波沿无损单导线线路的传播例8-2在上例中，如还有一幅值为500kV的过电压波反向运动，试求此两波叠加范围内导线的电压和电流。解：反行波电流幅值为：两波叠加范围内，导线对地电压、电流为：17/288.2行波的折射与反射当波沿传输线传播，遇到线路参数发生突变，即波阻抗发生突变的节点时，都会在波阻抗发生突变的节点上产生折射和反射。如图，无穷长直角波uif=E沿线路1达到A点后，uq、iq外又会产生新的行波uf

6、、if，总的电压和电流为:波通过节点的折反射18/288.2行波的折射与反射设线路2为无限长，或在线路2上未产生反射波前，线路2上只有前行波没有反行波，则线路2上的电压和电流为。节点A只能有一个电压电流，即因此将——折射系数——反射系数19/288.2行波的折射与反射——折射系数——反射系数20/288.2行波的折射与反射1.末端开路时的折反射末端开路，即末端电压U2=uq=2E，反射电压u1f=E，而末端电流i2=0，反射电流if=。由于末端的反射，在反射波所到之处电压提高1倍，而电流降为0。即波到达开路的末端时，全部磁场能量变为电场能量。末端开路时波的折反射21/288.2行波的折射与反射

7、2.末端短路时的折反射末端短路，由计算公式即线路末端电压U2=u2q=0，反射电压u1f=-E，反射电流i1f=。在反射波到达范围内，导线上各点电流为在反射波所到之处电流提高1倍，而电压降为022/288.2行波的折射与反射3.末端接集中负载时的折反射当时，来波将在集中负载上发生折反射。而当时，没有反射电压波和反射电流波，波形不发生任何变化，由Z1传输过来的能量全部消耗在R上了，称之为匹配，其结果