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电磁暂态分析
ElectromagneticTransientAnalysis
600kVHVDC
何金良
清华大学电机工程与应用电子技术系
高电压与绝缘技术研究所
hejl@tsinghua.edu.cn
CopyrightbyProf.He,JinliangofTHU
第3讲单根导体的电磁暂态数值计算方法
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1.电磁暂态数值分析方法
分析对象：
集中参数元件
集中参数元件包括电阻、电感和电容元件(线性或非
线性)
动态特性元件
导线电晕，开关电弧，绝缘子闪络（时变特性）
分布参数元件
平行多导线（多导线系统和电缆线路）：平行多导
线之间存在电磁耦合（频变特性）
接地装置雷电流作用下周围土壤火花放电（时频变特性）
变压器绕组，电机绕组
电磁暂态精确计算：考虑所有元件的实际波过程模型
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1.电磁暂态数值分析方法
分析对象特点：
高阶性（由几千到几十万个微分方程组成）
非线性（变压器和电抗器等电磁元件的磁芯饱和特
性、避雷器的非线性电阻特性）
宽频性（系统状态的改变频率从低频到数GHz不等）
频变性（输电线路及杆塔具有很强的频变特征）
时域特性（导线冲击电晕）
时频特性（接地装置及接地系统的冲击特性）
时间跨度大（不同元件产生的电磁暂态的持续时间
从纳秒级、微秒级到毫秒级）
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1.电磁暂态数值分析方法
源：
雷电，网络参数突变，静电
目标：
要计算快速的暂态过程，特别需要较精确地计算分
布参数线路上的暂态过程，即计算网络中电磁波传
播过程
方法：
因计算线路波过程的方法不同而有不同的暂态计算
方法
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1.电磁暂态数值分析方法
波过程数值计算方法：
时域法：
建立在流动波基础上的计算方法
Bewley的网格法
Bergeron特征线方法
时域有限差分法
Chebyshev法
差分法，适合求解非线段偏微分方程，可用于计算输电
线路上电晕对波过程的影响
频域法:便于计算频率参数线路随的暂态过程
发展很快，方法很多
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2.网格法
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