1-2第2篇_电气绝缘与高电压实验 吴广宁.pptVIP

第三篇 过电压防护与绝缘配合 主讲人：陈兆权 博士 安徽理工大学 淮南 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。 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。 然后探讨雷电过电压的产生机理、影响因素、防护措施等。 最后探讨电力系统绝缘配合问题。 本篇内容 第七章 输电线路和绕组中的波过程 第八章 雷电过电压及其防护 第九章 操作过电压与绝缘配合 第7章 输电线路和绕组中的波过程 合闸后，在导线周围空间建立起电场，形成电压。靠近电源的电容立即充电，并向相邻的电容放电，由于线路电感的作用，较远处的电容要间隔一段时间才能充上一定数量的电荷，并向更远处的电容放电。这样沿线路逐渐建立起电场，将电场能储存于线路对地电容中，也就是说电压波以一定的速度沿线路x方向传播。 随着线路的充放电将有电流流过导线的电感，即在导线周围空间建立起磁场，因此和电压波相对应，还有电流波以同样的速度沿，方向流动。综上所述，电压波和电流波沿线路的传播过程实质上就是电磁波沿线路传播的过程，电压波和电流波是在线路中传播的伴随而行的统一体。 整理得 由式(7-1)对x再求导数，由式(7-2)对t再求导数，然 后消去i，并用类似的方法消去u得。 ——单位长度电感和电容。 拉普拉斯变换的原函数微分： 若 则 通过拉普拉斯变换将u(x,t)变换成U(X,S)，i (x,t) 变换成I (X,S)，并假定线路电压和电流初始条件为 零，拉氏变换的时域导数性质，将式(7-3)、式(7-4) 变换成 其中 令 ，则有 将以上频域形式解变换到时域形式为 波阻抗Z表示了线路中同方向传播的电流波与电压波的数值关系，但不同极性的行波向不同的方向传播，需要规定一定的正方向。根据习惯规定：沿x正方向运动的正电荷相应的电流波为正方向。在规定行波电流正方向的前提下，前行波与反行波总是同号，而反行电压波与电流波总是异号，即 当 时，来波将在集中负载上发生折反射。而当R=Z1时，没有反射电压波和反射电流波，由Z1传输过来的能量全部消耗在R上了，其结果如图7-7所示。 7.2.2 集中参数等效电路，(彼德逊法则) 。 在图7-8(a)中，任意波形的前行波u1达到A点后，首 先观察A点的电压波形变化情况。Z2可为长线路，也可 是任意的集中阻抗，有 图7-8 计算折射波的等值电路(电压源) 代入（7-18）得 ， （7-18） （7-19） 图7-9 集中参数等值电路(电流源) 计算A点电压时，可将分布参数等值电流转换成图 集中参数等效电路。其中波阻抗Z1用数值相等的等效电 阻来替代，把入射电压波u1f的2倍2 u1f作为等值电压 源，这就是计算节点电压u2的等值电路法则，也称为彼 德逊法则。实际计算中，常遇到电流源的情况．如雷电 流。此时采用图7-9所示的电流源等值电路较为方便， 7.2.3 波的多次折射、反射 实际电网线路总是有限长的，会遇到波在两个或多个节点之间来回多次折、反射的问题。以两条无限长线路之间接入一段有限长线路为例，用网格法研究波的多次折、反射问题。网格法就是用各节点的折、反射系数算出节点的各次折、反射波，按时间的先后次序表示在网格图上，然后用叠加法求出各节点在不同时刻电压值。 图7-10 计算多次折、反射的 网格图 * * 过电压的分类： 在电力系统正常工作下，输电线路、母线、电缆以及变压器和电机的绕组等元件，由于气尺寸源小于50Hz交流电的波长，故可以按集中参数元件处理。 在过电压作用下，由于电压的等效频率很高，其波长小于或与系统元件长度相当，此时就必须按分布参数元件处理。 本章将重点介绍如何利用波的概念来研究分布参数回路的过渡过程，从而得出导线在冲击电压作用下电流电压的变化规律，以便确定过电压的最大值。 7.1 均匀无损单导线上的波过程 7.2 行波的折射和反射 7.3 波在多导线系统中的传播 7.4 波在传播中的衰减与畸变 7.5 绕组中的波过程 习题与思考题 本章主要内容 7.1 均匀无损单导线上的波过程 为揭示线路波过程的物理本质和基本规律，可暂时忽略线路的电阻和电导损耗，首先