长线路中的暂态过程详解.ppt

在t=0时，折射电压为零，这是因为电容电压不能突变引起的。在一开始时，电容相当于短路，以后随着时间的增加，折射电压按指数规律增大，从直角波变为按指数规律缓缓上升的指数波，最后到达由Z1导线和Z2导线之间的折射系数所决定的稳定状态U0。可见并联电容也能起到削弱来波陡度的作用，使通过电容后的折射电压的波头变平缓了。当作用直角电压波时，经过并联电容后行波的最大陡度为 2.4 行波的多次折射与反射(网格法) 若三条串接线路的波阻抗满足Z1＞Z0、Z2＞Z0关系 β1 0、β2 0、α1 1、α2 1, β1 β2 同号。侵入线路2的电压波是逐步增加的 。（中间接电容） 若三条串接线路的波阻抗满足Z1＜Z0、Z2＜Z0关系 β1 0、β2 0、α1 1、α2 1, β1 β2 同号。侵入线路2的电压波亦是逐步增加的 。（中间接电感） 若三条串接线路的波阻抗满足Z1 Z0Z2关系 β1 0、β2 0、α1 1、α2 1, β1 β2 异号。侵入线路2的电压波是振荡的 。 若三条串接线路的波阻抗满足Z1 Z0Z2关系 β1 0、β2 0、α1 1、α2 1, β1 β2 异号。侵入线路2的电压波亦是振荡的 。 2.5 波沿平行多导线系统的传播 基本方程 在平行波的情况下，单位长度线路上电荷以的v速度向前运动将形成沿导线前行的电流ik，即ik=qkv 平行多导线系统的等值波阻抗 平行多导线的耦合系数 导线1和导线2间的电位差为 避雷线保护输电线路原理 2.6 长线路中波的衰减和变形 行波在理想的无损线路上传播时，能量不会散失（储存于电磁场中），不会引起波形变形。但实际上，任何一条线路都是有损耗的，导致波在传播过程产生损耗的因素主要有以下四种： 1）导线电阻引起损耗； 2）导线对地电导引起的损耗； 3）大地电阻的损耗； 4）导线发生电晕引起的损耗。 波的衰减和变形 波在有损导线上传播时，由于R0和G0的存在，将有一部分波的能量转化为热能而耗散，导致波的衰减； 当电能和磁能的消耗不相等时，就会引起波的变形。 如果线路存在对地电导G0，则电压波传播单位长度所消耗的电场能量将为 。电能的消耗将引起电压波的衰减。电压衰减的规律为 如果线路存在电阻R0，则电流波传播单位长度所消耗的磁场能量将为 ，磁能的消耗将引起电流波的衰减。电流衰减的规律为 在波刚到达线路某点时，L0与C0起着决定性的作用，满足空间电场能的密度等于磁场能的密度。此后由于R0及G0不断消耗能量，可能某一能量（例如磁能）的消耗比另一种能量（例如电能）的消耗快（实际无电晕的送电线路都满足这一情况），以致可能出现空间电能密度大于磁能密度的情况。 空间电磁场就发生了电能与磁能的交换，因而电压波在行进过程中不断发生负反射，使波前电压不断降低，而电流波在行进过程中不断发生正反射以增大波前电流，从而使电磁波在行进方向首端的电压波与电流波之比保持 的关系。这样，电压波在传播过程中头部逐渐被削平，尾部逐渐拉长。 如果线路满足无畸变的条件， ，此时波在传播过程中单位长度线路上的磁能和电能之比，恰好等于电流波在导线电阻上的损耗和电压波在线路电导上的损耗之比，即 电磁波只是逐渐衰减而不会变形。 冲击电晕对波过程的影响 冲击电晕对导线耦合系数的影响 发生冲击电晕后，在导线周围形成导电性能较好的电晕套，在这个电晕区内充满电荷，相当于扩大了导线的有效半径，因而与其它导线间的耦合系数也增大。 冲击电晕对波阻抗和波速的影响 冲击电晕将使线路波阻抗减小 、波速减小 冲击电晕对波形的影响 冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性， 有利于变电所的防雷保护。 2 长线路中的暂态过程 主要内容 波沿均匀无损耗单导线线路的传播 行波的折射与反射 波通过串联电感和并联电容 行波的多次折反射 波沿平行多导线系统的传播 长线路中波的衰减和变形 电力系统采用长线路将能源中心发出的电能输送给各电力用户，长线路的具体形式有架空输电线路和电缆线路，每微段的线路都呈现自感和对地电容，即线路是具有分布参数特性的电路元件。 当电力系统中某一点突然发生雷电过电压或操作过电压时，这一变化并不能立即在系统其它各点出现，而要以电磁波的形式按一定的速度从电压或电流突变点向系统其它部位传播。 电磁波在分布参数电路中传播产生的暂态过程，简称波过程。 2.1 波沿均匀无损耗单导线线路的传播 一、电磁波传播的物理过程 （a）