高电压技术第四章模板课件

1、 第四章 线路和绕组的波过程1高电压技术第四章模板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高电压技术第四章模板一.波过程的一些物理概念1.什么是波过程3高电压技术第四章模板2.波是怎样沿着导线传布的4高电压技术第四章模板3.波阻抗00cliuz5高电压技术第四章模板5.波速001cltx6高电压技术第四章模板二.波动方程线路上点在时间的电压和电流的波动方程7高电压技术第四章模板22002222022ticlxituclxuo8高电压技术第四章模板波动方程的通解iitxitxitxiuutxutxutxufqfq)()(

2、),()()(),(9高电压技术第四章模板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高电压技术第四章模板(2).电压与电流的方向的规定11高电压技术第四章模板(3).关于波阻抗的特点12高电压技术第四章模板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/ic.z的数值与线路长度无关13高电压技术第四章模板三.行波的折射与反射1.折射与反射14高电压技术第四章模板(1). 折 射波 与 反射波电压波折射系数2122zzz2015高电压技术第四章模板电压波反射系数2112zzzz

3、11与 之间的关系116高电压技术第四章模板(2). 几种特殊条件下的折、反射波a.线路末端开路17高电压技术第四章模板b.线路末端短路18高电压技术第四章模板c.线路末端接负截电阻r19高电压技术第四章模板2. 彼德逊法则20高电压技术第四章模板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高电压技术第四章模板例题 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高电压技术第四章模板四.行波通过串联电感和并联电容1.通过串联电感2

4、3高电压技术第四章模板回路方程：dtdilzziuqqq22121)(2解得：212112)1 (2zzltezzuittqq24高电压技术第四章模板于是：)1 (1222ttqqqeuziu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高电压技术第四章模板当 t=0 时 0, 022qqiu 时tqqqqquzziuuzzzu12121121222226高电压技术第四章模板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：ttqqelzudtdu2122qqulzdtdu12max22qqqulzdldtdtdudldu12max2max22

5、27高电压技术第四章模板折射波电压、电流随时间变化28高电压技术第四章模板在a点反射波电压和电流因为fqaquuudtdilu112q2可得ttqqfeuzzzuzzzzu1211121121229高电压技术第四章模板当t=0 qfuu11此时ffqauuuu1112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高电压技术第四章模板当tqqfuuzzzzu1121121此时bqfqauuzzzuuu1211112时间很长以后，达到稳定值31高电压技术第四章模板反射波电流ttqqffezzuzuzzzzzui2111121121112112112110zuzzzziiqfft=0t3

6、2高电压技术第四章模板反射波电压、电流随时间变化33高电压技术第四章模板2.通过并联电容34高电压技术第四章模板回路方程dtdiczidtduciiziziuqqqqqq22222122111235高电压技术第四章模板解得：2122112122221122)1 ()1 (2zzzzzzzteuziuezzuittqqqttqq36高电压技术第四章模板当t=0时：0, 022qqiut时：qqqqquzziuuzzzu12121121222237高电压技术第四章模板经过并联电容时，折射波的陡度：ttqqeczudtdu1122最大陡度出现在t=0时：czudtduqq11max22最大空间陡度：

7、czudlduqq11max2238高电压技术第四章模板折射波电压、电流随时间变化39高电压技术第四章模板反射波电压、电流ttqqfeuzzzuzzzzu12121211212ttqqfezuzzzzzzuzzi1121212111212)()(40高电压技术第四章模板qfqaqfqfiiiiiiuu11111212当t=0时41高电压技术第四章模板当t时qaqfqqfuuzuzzzziuuzzzzu11121121112112142高电压技术第四章模板反射波电压、电流随时间变化43高电压技术第四章模板例题：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

8、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。2zsm/106744高电压技术第四章模板五.行波的多次折、反射1.用网格法计算波的折、反射45高电压技术第四章模板46高电压技术第四章模板00lt 02qu003ltl0212uuq0053ltl021210212uuuq47高电压技术第四章模板0075ltl0222121021210212uuuuqt02uuq48高电压技术第四章模板2.串联三导线典型参数配合时波过程的特点(1).21zzzl49高电压技术第四章模板(2).21zzzl50

9、高电压技术第四章模板(3).llzzzz2151高电压技术第四章模板(4).llzzzz2152高电压技术第四章模板例题： 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1z,500,500,0021kvuzzzsm/150sm/300sss53高电压技术第四章模板54

10、高电压技术第四章模板55高电压技术第四章模板56高电压技术第四章模板 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

11、的匝间绝缘不损坏，电缆长度至少为多少m？ 57高电压技术第四章模板六.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高电压技术第四章模板自电位系数01121nkkqqqqqkkkkqukkrkkrh2ln21059高电压技术第四章模板互电位系数0121nkqqqqnkknquknknrknddln21060高电压技术第四章模板自波阻抗kkkkrhz2ln6061高电压技术第四章模板互波阻抗knknknddzln6062高电压技术第四章模板2.耦合系数k(1)两导线系统63高电压技术第四章模板112121zzk64高电压技术第四章模板(2)多导线系统65高电压技术第四章模板七.

12、线路上行波的衰减和变形1.冲击电晕的形成和特点66高电压技术第四章模板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高电压技术第四章模板)008. 05 . 0(hul68高电压技术第四章模板八.变压器绕组中的波过程1.简化等值电路69高电压技术第四章模板2.绕组中初始电压分布(1).绕组末端接地70高电压技术第四章模板71高电压技术第四章模板lshxlshuu)(072高电压技术第四章模板(2).绕组末端开路绕组首端处：u=u0绕组末端处：00lxdxduk73高电压技术第四章模板lluudxdueueuuoxlxlx000074高电压技术第四章模板(3).变压器的入口电容cklklckukudxdukuuqcxxt000000000001175高电压技术第四章模板3.绕组中的稳态电压分布(1).绕组末端接地lxuu1076高电压技术第四章模板(2).