第06章 输电线路和绕组中的波过程.pptx

第三篇电力系统过电压与绝缘配合

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电力系统中的各种绝缘在运行过程中除了

长期受到工作电压的作用（要求它能长期耐

受，不损坏，也不会老化）外，还会受到各种

比工作电压高得多的过电压的短时作用。

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过电压的概念与分类

•过电压的概念：指电力系统中出现的对绝缘有危

险的电压升高和电位差升高。

•过电压的分类：

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本篇主要内容

本篇首先介绍过电压及其防护问题的基础－波

过程理论。

然后探讨各种过电压的产生机理、发展过程、

影响因素、防护措施等。

最后探讨电力系统绝缘配合问题。

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第六章输电线路和绕组中的波过程

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电力系统中的过电压绝大多数发源于输

电线路，在发生雷击或进行操作时，线路上都

可能产生以行波形式出现的过电压波

波过程实质上是能量沿着导线传播的过

ur

程，即在导线周围空间逐步建立电场E和磁

u

场H，也就是在导线周围空间储存电磁能的

过程。

从电磁场方程组出发来研究比较繁复，方便起

见，一般都采用以积分量u和I表示的关系式，

而且必须用分布参数电路和行波理论来进行分析。

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这是因为过电压波的变化速度很快、延续时间很短，

以波前时间等于1.2us的冲击波为例，电压从零变化到

最大值（0－Um）只需要1.2us，波的传播速度为光速

c（＝300m/us），所以冲击电压波前在线路上的分布

长度只有360m。

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220kV工频正弦电压作用下可用集中参数的原因

为了便于比较，可取工频正弦电压的第一个1/4周波（0－Um）

作为波前，那么这时的波前时间为5000us，波的传播速度为光

速c（＝300m/us），整个波前分布在1500km长的导线上

电压沿线路的分布本图引自西南交大国家精品课高电压技术网站

220KV线路的平均长度只有200~250公里；全线电压电

流可以近似的认为相等；可用集中参数等值8

冲击波由于波前时间很短，使线路各点的电压u和电流i

都将是不同的，根本不能将线路各点的电路参数合并成集中参

数来处理问题，必须用分布参数电路来解决，即承认导线上的

电压和电流不但随时间t而变，而且也随空间位置的不同而异

⎧f(x,t)

uif(x,t)

=

以下各节将由简入繁，从理想线路逐步接近实际线路，依

次探讨下列条件下的线路l波过=程：

均匀无损单导线均匀性遭到破坏时的情况多导线系统

有损耗线路

→→

→9

第一节波沿均匀无损单导线的传播

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内容

线路方程及解

波速和波阻抗

均匀无损单导线波过程的基本概念

实际输电线路往往采用三相交流或双极直

流输电，均属多导线系统。为了清晰地揭示线

路波过程的物理本质和基本规律，先从理想的

均匀无损单导线入手，是比较合适的。

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一、、线线路路方方程程及及解解

设单位长度线路的电感和电容均为恒值，分别为L0和C0；

忽略线路的能量损耗，得均匀无损单导线等值电路

均匀无损单导线的等值电路

本图引自西南交大国家精品课高电压技术网站12

设dt时间内，行波前进了dx距