高电压工程 无损耗单导线线路中的波过程16

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1、第16讲无损耗单导线线路中的波过程正常工作电压：直流、正弦交流；一、波过程的一些基本概念1、什么是波过程电力系统是各种电气设备经线路连接成一个保证安全发供电的整体。从电路的观点看，除电源外，可以用一个R、L、C三个典型元件的不同组合来表示，但这种电路仅适宜于电源频率较低，线路实际长度小于电源波长条件之下。例如：工频电压下，波长因此，线路不长时，电路中的元件可作为集中参数处理。郑州大学电气工程学院第16讲无损耗单导线线路中的波过程但若线路或设备的绕组在雷电波作用下，由于雷电波的波头时间仅为1.2微秒，则雷电压（或雷电流）由零上升到最大幅值时，雷电波仅在线

2、路上传播360m，因此对长达几十乃至几百公里的输电线路，在同一时间，线路上的雷电压（或雷电流）的幅值是不一样的。线路中电压和电流不仅与时间有关，而且还与离该点距离有关。同时线路、绕组有电感、对地有电容，绕组匝间又存在电容，因此输电线路和绕组就不能用一个集中参数元件来代替。而分布参数的过渡过程实际上就是电磁波的传播过程，我们简称为波过程。郑州大学电气工程学院第16讲无损耗单导线线路中的波过程2、波是怎样沿线路传播的电容上电场的建立，电压波以一定速度向x方向传播；电流流过导线的电感，在导线周围建立起磁场，电流波以同样速度沿x方向流过；实质上电压波和电流波沿

3、线路的流过就是电磁波传播的过程。称行波。郑州大学电气工程学院第16讲无损耗单导线线路中的波过程3、波阻抗一般处于300~500Ω范围内；对电缆线路，约在10~50Ω之间。郑州大学电气工程学院第16讲无损耗单导线线路中的波过程4、波速度从上式可见：波的传播速度与导线的几何尺寸、悬挂高度无关，而仅由导线周围介质确定。对架空线：εr=1，μr=1，v=3×108m/s。对电缆：εr=4，μr=1，v=1.5×108m/s。郑州大学电气工程学院第16讲无损耗单导线线路中的波过程二、波动方程1、波动方程的推导均匀无损单导线的单元等值电路。郑州大学电气工程学院第1

4、6讲无损耗单导线线路中的波过程2、波动方程通解的物理意义（1）电压和电流的解包括两部分函数表示一个任意形状并以速度v向x正方向运动的电压前行波；函数表示一个任意形状并以速度v向x负方向运动的电压反行波；与此类似，为电流前行波，为电流反行波。（2）电压波和电流波之间通过波阻抗联系不同极性的行波向不同方向传播，需要规定一定的正方向。电压波符号只决定导线对地电容上相应电荷符号，和运动方向无关。电流波的符号不但与相应的电荷符号有关，而且与运动方向有关。一般，以正电荷沿着x正方向运动所形成者为正电流波。（3）分布参数的波阻抗与集中参数电路中的电阻有本质区别波阻抗

5、表示具有同一方向电压波和电流波大小的比值。郑州大学电气工程学院第16讲无损耗单导线线路中的波过程导线上既有前行波，又有反行波时：（4）波阻抗的数值只和导线单位长度的L0、C0有关，而与线路长度无关。郑州大学电气工程学院