《山东大学单片机原理第六章》课件.pptVIP

电力系统工程基础高压篇 第6章 传输线的波过程 6.1 引言 6.2 单相均匀无损线路上的波过程 6.3 波动方程解的物理意义——前行波和 反行波 6.4 波的折射和反射 6.5 集中参数等效电路 6.6通过串联电感或并联电容时的波过程 对以上方程求偏导可得到下列电压波和电流波的偏微分方程 它的解可以表示为 uf、ub及if、ib是构成电压波与电流波的两个分量。 6.3 波动方程解的物理意义——前行波和反行波 6.5 集中参数等效电路 前行波电压、电流都由强制分量、自由分量组成。无穷长直角波通过集中电感时，波头被拉长。当波到达电感瞬间，电感相当于开路，使电压升高一倍，然后按指数规律变化。当 t →∞ 时，电感相当于短路，折、反射系数 α，β 的与无电感时一样。 u2f ，i2f 均由零值按指数规律渐趋稳态值，直角波变为指数波，波首变平，且稳态值只决定于波阻抗 Z1 与 Z2，与电容 C 无关。这说明在直角波作用下，当 t →∞ 时， 电容相当于开路，对导线 1 与导线 2 之间的波传播过程不再起任何作用。 Thank you for your time! * * 张 黎 zhleee@sdu.edu.cn 6.1 引言 第6章 传输线的波过程 波过程：分布参数的过渡过程 。为何研究波过程？ 分布参数特点： 电压和电流不但是时间的函数，而且是位置的函数。 研究前提： 无损耗线路（忽略电导）。 无损导线的等效电路（不计 R0、G0 ） 6.2 波阻抗与波速 根据电荷关系可知： 根据磁链关系可知： 波阻抗 波速 第6章 传输线的波过程 架空线的波阻抗一般在 300 ~ 500Ω 范围内；对电缆线路，约在 10 ~ 100Ω 之间。 波速与导线周围介质有关，与导线的几何尺寸及悬挂高度无关。对架空线路v≈3×108 m/s，接近光速；对于电缆，v≈1.5×108 m/s，为光速的一半。 第6章 传输线的波过程 波动方程及其解 第6章 传输线的波过程 第6章 传输线的波过程 前行电压波 反行电压波 前行电流波 反行电流波 第6章 传输线的波过程 综上所述，可得出描述行波在均匀无损单根导线上传播 的基本规律的四个方程。 物理意义：导线上任何一点的电压或电流，等于通过该点 的前行波与反行波之和；前行波电压与电流之比等于 +Z；反 行波电压与电流之比等于 -Z。 第6章 传输线的波过程 6.4 波的折射与反射 Z1 Z2 u1f u2f u1b 第6章 传输线的波过程 线路末端开路时 电压反射波与入射波叠加，使末端电压上升一倍，电流为零。即波到达开路的末端时，全部磁场能量变为电场能量。 第6章 传输线的波过程 线路末端短路时 电压的反射波与入射波符号相反，数值相等，故末端电压为零，电流上升一倍。即全部电场能量转变为磁场能量，使电流上升一倍。 第6章 传输线的波过程 Z1 = Z2 时 没有行波的反射现象，波形不发生任何变化。当 R = Z1 时，与 Z2 = Z1一样，称之为匹配，不同的是入射的电磁波能量全部被 R 吸收，并转变为热能。 第6章 传输线的波过程 例1 直流电源E在t=0时合闸于长度为l的空载线路，求线路末端B点的电压波形。设τ为电磁波流过长度为l的线路时所需的时间。 第6章 传输线的波过程 第6章 传输线的波过程 例1 直流电源E在t=0时合闸于长度为l的空载线路，求线路末端B点的电压波形。设τ为电磁波流过长度为l的线路时所需的时间。 第6章 传输线的波过程 彼德逊等值电路 第6章 传输线的波过程 例2 某一变电所的母线上有 n 条出线，其波阻抗均为 Z，如沿一条出线有幅值为 U0 的直角波袭来，求各出线电压幅值及电压折射系数。 解：应用彼德逊等值电路，可求出各出线电压幅值为： 第6章 传输线的波过程 6.6通过串联电感或并联电容时的波过程 6.6.1 直角波通过串联电感 第6章 传输线的波过程 第6章 传输线的波过程 折射电压波 u2f 的陡度： t = 0 时陡度有最大值： 最大空间陡度： 可见，降低 Z2 上前行电压波 u2f 陡度的有效措施是增加电感 L，电感愈大，陡度愈小。所以在电力系统中，有时用电感来限制侵入波的陡度。无穷长直角波通过电感后，前行波电压、电流变为指数波。 第6章 传输线的波过程 6.6.2 直角波旁过并联电容 第6章 传输线的波过程 第6章 传输线的波过程 *