第六章输电线路和绕组中的波过程 正常工作电压:直流、正弦交流; 大气过电压 雷电过电压 感应过电压 过电压 内部过电压 操作过电压 谐振过电压 电力系统中的过电压通常以行波的形式出现 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6000km,而220kV高压输电长度200-250km 因此,线路不长时,电路中的元件可作为集中参数处理
第六章 输电线路和绕组中的波过程 正常工作电压:直流、正弦交流; 电力系统中的过电压通常以行波的形式出现 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6000km,而220kV高压输电长度200-250km 因此,线路不长时,电路中的元件可作为集中参数处理
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。其实际上也是导线周围空间存储电磁波 的过程
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。其实际上也是导线周围空间存储电磁波 的过程
6.1、波是怎样沿线路传播的 电容上电场的建立,电压波以 a60 一定速度向x方向传播; 7777777777777777777777 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线路 的流过就是电磁波传播的过程。 (b) 称行波
6.1、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线路 的流过就是电磁波传播的过程。 称行波
波动方程 制 1、波动方程 ● 均匀无损单导线的单元等值电路。 7777777777777777777777 du=42-4=-Lk t ai Lo ot di=i-i=-Codx t i-CoOt Ou 「a ai 即 波动方程 ai ax - 波动方程通解: (B) u=f(x-v)+f2(x+v)=n+u v=/√LC i=名xfx*m以=+i Z=√/Co 单根输电线路及其等值电路 式中i=l/Z,i”=-”/Z (空间坐标及电流、电压的正方向:(b)一个微段线路的等值电路
波动方程 1、波动方程 均匀无损单导线的单元等值电路。 0 0 0 0 v L C 1 Z L C
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 函数山=f,(x-t)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u=f,(x+t)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 i'=w/Z,i'=-w”/Z 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 波阻抗表示具有同一方向电压波和电流波大小的比值
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 波阻抗表示具有同一方向电压波和电流波大小的比值