第五章 线路和绕组上的波过程.pdf

第五章 线路和绕组中的波过程 电力系统事故绝大多数是绝缘事故，而过电压是使绝缘损 坏的主要原因。 超过系统最高运行电压而对绝缘有危害的电压升高称为过 电压(overvoltage)。根据产生过电压的原因不同，过电压分 为两类 :  外部过电压: 由于外部因素（雷击）作用于电力系统而引起 的的过电压;  内部过电压: 由于电力系统内部在故障或开关操作时发生电 磁振荡而引起的过电压。 第五章 线路和绕组中的波过程 第一节 均匀无损导线的波过程 一、波过程的一些基本概念 1、什么是波过程 集中参数电路和分布参数电路及两者的区别 集中参数电路 在电力系统正常工作状态下，输电线路、母线、电缆以及变压器和电机的绕组 等元件，由于其尺寸远小于50Hz 交流电的波长（λ=6000km），故可以按集中 参数元件处理，集中参数元件构成的电路为集中参数电路。 在集中参数电路中，由于电压、电流波的波长远大于电路的长度，因此我们可 以认为电路上同一回路各点的电流在同一时刻的大小想等，电流大小的变化 是时间t 的函数，与电流测试点在电路中所处的位置无关；在忽略导线阻抗的 条件下，我们可以认为电路上同一根导线上各点的电压在同一时刻的大小想 等，电压大小的变化是时间t 的函数，与电压测试点在导线上所处的位置无关。 第五章 线路和绕组中的波过程 电力系统线路很长（电路长度与50Hz 交流电的波长接近或长于该波长）或在等 效频率很高的过电压作用下，在此情况下电路中电压、电流波的波长小于或与 构成系统的元件长度相当，此时构成系统的元件就必须按分布参数元件处理。 分布参数电路 把构成电路的元件无限细分，即把电路元件看成是由无限多个微小单元构成的 集合体。由这些微小单元构成的电路元件称为分布参数元件。由分布参数元件 构成的电路称为分布参数电路。 为方便计下图以单根空载长线为例画出其分布参数电路： 设导线单位长度上的电感、电阻、对地电容和电导分别为：L ，R ，C ，G 。 0 0 0 0 dx段导线的等值电路 架空导线的分布参数电路 第五章 线路和绕组中的波过程 由于分布参数电路中电压、电流波的波长小于或与构成系统的元件长度相当， 电路中的电压、电流波在一个波长对应的时间内不能从电路的一端传输到另一 端，因此电路中某一位置上的电压、电流的大小不仅只于它们的传输时间有关 还与它们在电路中所处的位置有关，因此分布参数电路上的电压、电流既是时 间的函数也是空间的函数，即需使用u （t ，x）、i （t ，x）表示电压、电流的 函数关系。 分布参数电路（长线路或高频率时）中的电磁暂态过程属于电磁波的传播过程， 该过程简称为波过程。 2 、波是怎样沿着线路传播的？ 我们以电压、电流在无限长无损导线中的传播过程为例，分析电磁波是怎样沿线传播的。 无损导线是忽略导线上的电阻和对地电导后的导线，即导线上的R =0 ，G =0。 0 0 如图，设单位长度线路的电感、对地电 容分别为L 、C ，线路参数看成是由无 0 0 数很小的长度单元 Δx构成 图 均匀无损的单导线 (a)单根无损线 （b）等效电路