輸電線路和繞組中的波過程

輸電線路和繞組中的波過程第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一過電壓的概念：指電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的對絕緣有危險的電壓升高和電位差升高。過電壓的概念與分類過電壓的分類：第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一本篇首先介紹過電壓及其防護問題的基礎(chǔ)－波過程理論。然后探討各種過電壓的產(chǎn)生機理、發(fā)展過程、影響因素、防護措施等。最后探討電力系統(tǒng)絕緣配合問題。本篇主要內(nèi)容第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一波過程實質(zhì)上是能量沿著導(dǎo)線傳播的過程，即在導(dǎo)線周圍空間儲存電磁能的過程。從電磁場方程組出發(fā)來研究比較繁復(fù)，方便起見，一般都采用以積分量u和I表示的關(guān)系式，而且必須用分布參數(shù)電路和行波理論來進行分析。第六章輸電線路和繞組中的波過程這是因為過電壓波的變化速度很快、延續(xù)時間很短，以波前時間等于1.2us的沖擊波為例，電壓從零變化到最大值（0－Um）只需要1.2us，波的傳播速度為光速c（＝300m/us），所以沖擊電壓波前在線路上的分布長度只有360m。第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一換言之，線路各點的電壓和電流都將是不同的，根本不能將線路各點的電路參數(shù)合并成集中參數(shù)來處理問題。為了便于比較，可取工頻正弦電壓的第一個1/4周波（0－Um）作為波前，那么這時的波前時間為5000us，整個波前分布在1500km長的導(dǎo)線上（如圖6－1）。第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)波沿均勻無損單導(dǎo)線的傳播

線路方程及解波速和波阻抗均勻無損單導(dǎo)線波過程的基本概念實際輸電線路往往采用三相交流或雙極直流輸電，均屬多導(dǎo)線系統(tǒng)。為了清晰地揭示線路波過程的物理本質(zhì)和基本規(guī)律，先從理想的均勻無損單導(dǎo)線入手。第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一一、線路方程及解單導(dǎo)線等值電路如右圖設(shè)單位長度線路的電感和電容均為恒值，分別為L0和C0；忽略線路的能量損耗，得均勻無損所示第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一均勻無損單導(dǎo)線的方程組為：波動方程解為第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一式中

(6-5)(6-6)第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一

代表一個任意形狀并以速度v朝著x的正方向運動的電壓波；是一個以速度v朝著x的負方向運動的電壓反行波。

電壓波的符號只取決于它的極性,而與電荷的運動方向無關(guān)；電流波不但與相應(yīng)的電荷符號有關(guān)，而且也與電荷的運動方向有關(guān)。第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一二、波速和波阻抗

波速與導(dǎo)線周圍媒質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，而與導(dǎo)線半徑、對地高度、鉛包半徑等幾何尺寸無關(guān)。行波在均勻無損單導(dǎo)線上的傳播速度架空單導(dǎo)線的L0和C0可由下式求得（H/m)(F/m)第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一特別注意點：電流波的波速是導(dǎo)線中的帶電粒子開始運動的這一狀態(tài)由線路的一點向前或向后傳播的速度，而不是電荷在導(dǎo)線中的運動速度。第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一

Z＝u′/i′架空線路的波阻抗約在300～500Ω之間電纜線路的波阻抗約在10～50Ω之間。

波阻抗Z是電壓波與電流波之間的一個比例常數(shù)第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一波阻抗與電阻的比較相同點：1.與電源頻率或波形無關(guān)；

2.功率表達式相同。不同點：1.波阻抗是一個比例常數(shù)，與長度無關(guān)，R與長度成正比；

2.波阻抗從電源吸收的功率和能量以電磁能的形式儲存在導(dǎo)線周圍的媒質(zhì)中，并為消耗掉。R以熱能散失。第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一傳播過程如圖所示三、均勻無損單導(dǎo)線波過程的基本概念第十五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一小結(jié)電壓u由朝著x的正方向運動的電壓波u‘和朝著x的負方向運動的電壓波u“疊加而成；電壓波的符號只取決于它的極性,而與電荷的運動方向無關(guān)；電流波不但與相應(yīng)的電荷符號有關(guān)，而且也與電荷的運動方向有關(guān)。

波速與導(dǎo)線周圍媒質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，