高电压技术第四章模板ppt课件

第四章,线路和绕组的波过程,1,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,大气过电压,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,2,一.波过程的一些物理概念,1.什么是波过程,3,2.波是怎样沿着导线传布的,4,3.波阻抗,5,5.波速,6,二.波动方程,线路上点在时间的电压和电流的波动方程,7,8,波动方程的通解,9,1.波动方程通解的物理意义,(1).电压和电流均有两个部分组成：前行波和反行波,10,(2).电压与电流的方向的规定,11,(3).关于波阻抗的特点,12,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，ZU/I,c.Z的数值与线路长度无关,13,三.行波的折射与反射,1.折射与反射,14,(1).折射波与反射波,电压波折射系数,15,电压波反射系数,与之间的关系,16,(2).几种特殊条件下的折、反射波,a.线路末端开路,17,b.线路末端短路,18,c.线路末端接负截电阻R,19,2.彼德逊法则,20,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,21,例题,一变电所母线上接有n条线路，每条线路波阻抗为Z，当一条线路落雷，电压u(t)入侵变电所，求母线上电压。,22,四.行波通过串联电感和并联电容,1.通过串联电感,23,回路方程：,解得：,24,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,25,当t=0时,时,26,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：,27,折射波电压、电流随时间变化,28,在A点反射波电压和电流,因为,可得,29,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,30,当t,此时,时间很长以后，达到稳定值,31,反射波电流,t=0,t,32,反射波电压、电流随时间变化,33,2.通过并联电容,34,回路方程,35,解得：,36,当t=0时：,时：,37,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：,38,折射波电压、电流随时间变化,39,反射波电压、电流,40,当t=0时,41,当t时,42,反射波电压、电流随时间变化,43,例题：,假定发电机的波阻抗为800，如果电机前面与电缆相接，电缆波阻抗为50，波在电机内的传播速度为，其匝间耐压为600v，每匝长度为3m。若沿电缆有100kv的无限长直角波入侵，求为保护发电机匝间绝缘所需串联的电感或并联的电容的数值。,44,五.行波的多次折、反射,1.用网格法计算波的折、反射,45,46,47,48,2.串联三导线典型参数配合时波过程的特点,(1).,49,(2).,50,(3).,51,(4).,52,例题：,长150m的电缆两端串联波阻抗为400的架空线，一无限长短形波入侵于架空线上（如图），已知：波在电缆中的传播速度为，在架空线中的传播速度为若以波到达A点为起算时间，求：(1).距B点60m处的C点在t=1.5,t=3.5时的电压与电流；(2).AB中点D处在时t=2的电压与电流；(3)时间很长以后，B点的电压与电流；(4).画出B点电压随时间变化曲线,53,54,55,56,为限制侵入发电机的波的陡度，在发电机与架空线之间加入一段长度为300m的电缆，设架空线、电缆、发电机的波阻抗分别为350、50、750，波在电缆和发电机中的传播速度分别为150m/s和60m/s，电机绕组每匝长3m，匝间耐压为600v。若沿架空线有一幅值为Uo=100kv的无限长矩形波入侵，波传到A点，作为时间的起点，如图所示，试求：（1）经过1s时发电机上的电压和电流？（2）经过6.5s时发电机上的电压和电流？（3）稳定以后，发电机上的电压和电流？（4）为保护发电机的匝间绝缘不损坏，在B点应并多大的电容？（5）为保护发电机的匝间绝缘不损坏，电缆长度至少为多少m？,57,六.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,58,自电位系数,59,互电位系数,60,自波阻抗,61,互波阻抗,62,2.耦合系数k,(1)两导线系统,63,64,(2)多导线系统,65,七.线路上行波的衰减和变形,1.冲击电晕的形成和特点,66,2.电晕对导线上波过程的影响,(1).使导线的耦合系数增大,(2).使导线的波阻抗和波速减小,(3).使波在传播过程中幅值衰减，波形畸变,67,68,八.变压器绕组中的波过程,1.简化等值电路,69,2.绕组中初始电压分布,(1).绕组末端接地,70,71,72,(2).绕组末端开路,绕组首端处：u=U0,绕组末端处：,73,74,(3).变压器的入口电容,75,3.绕组中的稳态电压分布,(1).绕组末端接地,76,(2).