线路及其绕组中的波过程培训课件

线路及其绕组的波过程过电压的概念超过额定的最高运行电压称为过电压过电压雷电过电压内部过电压直击雷过电压感应雷过电压操作过电压谐振过电压4.1.无损耗单导线中的波过程1.波过程的定义在本课程中指电压波（或电流波）在输电线路、电缆、变压器、电机等电力设备上的传播过程。2.波过程的特点电压、电流不但是时间t的函数，而且也是空间位置x的函数，需要用分布参数电路来分析。3.分布参数电路的应用范围主要有两大类：长线路和高频电压（如雷电冲击电压波）200km6000km(20ms)1500km(5ms)冲击波空气中波的传播速度为光速220kV线路的平均长度为200~250km冲击波波前在线路上的分布长度只有360m4.波沿均匀无损单导线的传播（1）均匀无损单导线系统：线路各点电气参数完全一样；线路无能量损耗（R0=0，G0=0）单元等值电路：dt时间内行波向前传播dx距离，导线获得的电荷：(1)充电电流磁通的增加量(2)（1）×(2)（2）÷(1)波速波阻抗由电磁场理论可知：∴

对架空线：

对油纸绝缘电缆：一般架空线Z≈300~500Ω，电缆线路Z≈10~50Ω（2）关于波阻抗的特点A、表示同一方向电压波与电流波大小的比值，电磁波通过Z时，以电磁波的形式储存在周围介质中；B、导线上既有前行波又有反行波时，Z≠U/IC、Z的数值与线路长度无关对单根架空线路Z大约为500（3）均匀无损单导线的波动方程：（4）行波计算的基本方程：4.2.行波的折射与反射1.折射与反射(1).折射波与反射波电压波折射系数电压波反射系数与之间的关系(2).几种特殊条件下的折、反射波a.线路末端开路此时有：末端开路时，末端电压波发生正的全反射，电流波发生负的全反射，电压反射波所到之处，线路电压加倍；电流反射波所到之处，线路电流变零。b.线路末端短路此时有：末端接地时，末端电压波发生负的全反射，电流波发生正的全反射，电压反射波所到之处，线路电压变零；电流反射波所到之处，线路电流加倍。c.线路末端接负截电阻R此时有：线路末端既没有电压反射波，又没有电流反射波，线路上电压电流波形保持不变。2.彼德逊法则要计算分布参数线路上节点的电压可用集中参数等值电路计算：a.线路波阻抗用数值相等的集中参数等值电阻代替b.把线路上的入射电压波的两倍作为等值电压源4.3.行波通过串联电感和并联电容1.通过串联电感回路方程：解得：于是：它有二个部分组成：一部分是与时间无关的强制分量；另一部分为随时间而衰减的自由分量

当t=0时

时通过电感后折射波的陡度：最大陡度出现在t=0时：最大空间陡度：折射波电压、电流随时间变化在A点反射波电压和电流因为可得当t=0此时波到达电感瞬间，在线圈首端的电压将上升到入射波电压两倍当t→∞此时时间很长以后，达到稳定值反射波电流t=0t→∞反射波电压、电流随时间变化2.通过并联电容回路方程解得：当t=0时：时：经过并联电容时，折射波的陡度：最大陡度出现在t=0时：最大空间陡度：折射波电压、电流随时间变化反射波电压、电流当t=0时当t→∞时反射波电压、电流随时间变化4.4.行波的多次折、反射1.用网格法计算波的折、反射见右图4.5.行波在平行多导线系统中的传播1.多导线系统的电压、电流方程自电位系数互电位系数自波阻抗互波阻抗2.耦合系数k(1)两导线系统(2)多导线系统4.6.冲击电晕对线路波过程的影响引起波能量损耗的因素：导线电阻；大地电阻；绝缘的泄漏电导与介质损耗；极高频和陡波下的辐射损耗；冲击电晕上述损耗因素将使行波发生下列变化：波幅降低、波前陡度减小、波长增大、波形凹凸不平处变得比较圆润、电压波与电流波的波形不再相同2.冲击电晕的影响导线波阻抗减小一般线路的波阻抗可减小20％～30％波速减小当电晕比较强烈时，架空线上的波速可降低至0.75倍光速线间耦合系数增大k0-几何耦合系数；k1-电晕校正系数引起波的衰减与变形4.7.变压器绕组中的波过程1.简化等值电路2.绕组中初始电压分布(1).绕组末端接地(2).绕组末端开路绕组首端处：u=U0绕组末端处：(3).变压器的入口电容3.绕组中的稳态电