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1、第三篇 电力系统过电压与绝缘配合,过电压的概念,“过电压”是电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。,过电压,第六章 输电线路和绕组中的波过程,为什么要研究波过程,电力系统中的过电压通常均以行波的形式出现，所以研究过电压及其防护问题要以输电线路和绕组中的波过程为理论基础,为什么在研究输电线路的波过程时，电力线路必须以分布参数来表示,波过程分析可以得出什么结果,1.某一特定地点的电压（电流）波形图,2.某一特定时刻电压（电流）沿线分布图,6.1 波沿均匀无损单导线的传播,实际电力系统中有没有均匀无损单导线,均匀无损单导线示意图,a,b,线路方程及解,波动方程,此波动方程的解：,观察波
2、动方程的解发现的两个问题：,电压（电流）波两个分量表示什么含义？ 为什么两个表达式中间的符号不同？,表示正行电压(电流)波,等于零,线路方程解中的一些参量,波阻抗,波速,波速（架空导线）,此式中：,因此有：,波速（同轴电缆）,因此有：,波速和带点粒子运动速度的关系,波阻抗（架空线路）,注：一般其值介于300和500 之间,波阻抗（电缆线路）,电缆的电容（C0）大，电感（L0）小，故其波阻抗要比架空线路小的多，且变化范围较大，约在10 -50 之间。,波阻抗的物理意义？,波阻抗和电阻的相似之处,波阻抗和电阻都是阻性； 电路计算上具有等效性(等效电路)；,波阻抗和电阻在物理本质上的不同,波阻抗与线
3、路长度无关； 波阻抗从电源吸收的功率以电磁能的形式储存在导线周围的媒质中并未消耗掉；而电阻从电源吸收的功率和能量均转化为热能散发掉了；,均匀无损单导线波过程的基本概念,行波计算的4个基本方程,6.2 行波的折射和反射,以直角波为研究对象进行分析是否具有普遍性,行波传输速度快，因此可以将工频交流电源等效为直流电源； 其它形式的波形可以由直角波叠加而成；,折射系数和反射系数,边界条件（A点的电压波、电流波）：,几种特殊端接情况下的波过程,线路末端开路,此时：,A,A,线路末端短路,此时：,A,A,线路末端跨接1个阻值等于Z1的电阻,集中参数等值电路（彼德逊法则）,无论节点A后面的电路有多复杂，下面
4、式子永远成立：,则有：,彼德逊法则,电压源集中参数等值电路,以电流源形式表示的彼德逊法则,彼德逊法则的适用条件:,入射波必须是沿一条分布参数线路传播过来； 节点A之后的任何一条线路末端产生的反射波还没有到达A点；,Example,行波穿过电感,回路方程,行波穿过电感后的波前陡度,第一条线路上的反射行波,t=0(行波到达电感L的初瞬),线路末端开路,此时：,行波旁过电容,回路方程,电压折射波的波前陡度,A,Z1,Z2,第一条线路上的反射行波,t=0(行波到达电容C的初瞬),线路末端接地,此时：,结论,电感和电容的存在使行波的波前陡度减小（行波被拉平）； 在无限长直角波的情况下，串联电感和并联电容
5、对电压的最终稳态值没有影响；,从折射波的角度看，电感和电容的作用相同；从反射波的角度看，两者的作用刚好相反； 串联电感和和并联电容都可以用作过电压保护；（哪一个更优秀？）,Example,6.3 行波的多次折、反射,A,B,线路1：Z1,线路2：Z2,B点的电压,A、B两点间的电力线路对电压行波的影响,A,B,线路1：Z1,线路2：Z2,6.4 波在多导线系统中的传播,为什么要研究波在多导线系统中的传播规律,自电位系数,互电位系数,静电场中的麦克斯韦方程,以电压、电流行波表示,自波阻抗、互波阻抗数值分析,两根导线靠的越近，其之间的互波阻抗越大,导线k上的正行波与反行波,Example one,感应雷过电压,几何耦合系数,悬式绝缘子承受的雷电过电压,注：耦合系数越大；绝缘所受到得过电压越小,One Question,导线2上没有电流波却有电压波,导线电荷就地分离过程,感应电压的几个特点,u2与u1同步推进，同生同灭； u2与u1的极性相同 ； u2与u1的波形相似，且u2一定小于u1；,Example two,1,2,3,4,5,对避雷线1，2有：,对导线3，4，5有：,避雷线与导线3之间的耦合系数,避雷线与导线4，5之间的耦合系数,6.5 波在有损线路中的传播,哪些因素引起能量损耗,损耗将使波的行为发生什么变化,冲击电晕的影响,