高电压技术章分析报告.pptVIP

第六章 输电线路和绕组中的波过程 三、集中参数等值电路（彼德逊法则） 一个节点上接有多条分布参数长线和若干集中参数元件。见图6-12 电压反射波 已知电流源（例如雷电流）的情况，采用电流源等值电路更加简单方便。 例6-1 设某变电所的母线上共接有n条架空线路，当其中某一线路遭受雷击时，即有一过电压波U0沿着该线进入变电所，试求此时的母线电压Ubb。 解：由于架空线路的波阻抗均大致相等，所以可得出图6-15中的接线示意图（a）和等值电路图（b）。 易得 所以 或者 由此可知：变电所母线上接的线路数越多，则母线上的过电压越低，在变电所的过电压防护中对此应有所考虑。当n=2时，Ubb＝U0，相当于Z2 ＝Z1的情况，没有折、反射现象。 入射波必须是沿一条分布参数线路传输过来 适用于节点A之后的任何一条线路末端反射波未达到A之前 彼德逊法则的适用范围： 若要计算线路末端产生的反射波回到节点A以后的过程，就要采用后面将要介绍的行波多次折、反射计算法。 小 结 电压折射系数 ，电压反射系数 ，二 者之间有如下关系： 。 线路末端开路时，发生全反射，开路电压加倍，电流变零。 线路末端短路时，发生负的全反射，电流加倍，电压为零。 线路末端对地跨接一阻值R=Z1的电阻时，行波到达线路末端A点时完全不发生反射，与A点后面接一条波阻抗Z2=Z1的无限长导线的情况相同。 第三节 行波的多次折、反射 利用网格法分析多次折、反射波过程 分析中间线段的波阻抗Z0的大小对uB的波形的影响 实际电力系统中常会遇到一些并不太长的线路，会出现多次的折、反射，常用网格法来计算多次折、反射波过程。 设一无限长直角波U0从线路1投射到节点A上来，折射波 从线路Z0继续投射到B点上来，在B点产生的第一个折射波 沿着线路2继续传播，而在B点产生的第一个反射波 又向A点传去，而在A点产生的反射波 又沿着Z0投射到B点，在B点产生的第二个折射波 沿着线路2继续传播，而在B点产生的第二个反射波 又向A点传去，如此等等。 折射系数 ， 和反射系数 ， 的计算式如下 ， ， 线路各点上的电压即为所有折、反射波的叠加，但要注意它们到达时间的先后，波传过长度为 的中间线段所需的时间 （式中 为中间线段的波速）。 以节点B上的电压为例，参照图6-22中的网格图，以入射波 到达A点的瞬间作为时间的起算点（t=0），则节点B在不同时刻的电压为： 当 时， 当 时， 当 时， 当 时， 当 时，即 时，节点B上的电压最终幅值将为 当发生第n次折射后，即当 时，节点B上的电压将为 式中 表示波从线路1直接传入线路2时的电压折射系数，这意味着进入线路2的电压最终幅值只由Z1和Z2来决定，而与中间线段的存在与否无关。 但是中间线段的存在及其波阻抗Z0的大小决定着uB的波形、特别是它的波前，现分别讨论如下： (1)如果Z0Z1和Z2（例如在两条架空线之间插接一段电缆），则 和 均为正值，因而各次折射波都是正的，总的电压 逐次叠加而增大，如图6-23（a）所示。若Z0Z1和Z2，表示中间线段的电感较小、对地电容较大（电缆就是这种情况），就可以忽略电感而用一只并联电容来代替中间线段，从而使波前陡度下降了。 （2）如果Z0Z1和Z2（例如在两条电缆线路中间插接一段架空线），则 和 皆为负值，但其乘积（ ）仍为正值，所以折射电压 也逐次叠加增大，其波形亦如图6-23（a）所示。若Z0Z1和Z2,表示中间线段的电感较大、对地电容较小，因而可以忽略电容而用一只串连电感来代替中间线段，同样可使波前陡度减小。 （3）如果Z1Z0Z2，此时的 ， ，乘积（ ）为负值，这时 的波形将是振荡的，如图6-23（b）所示，但 的最终稳态值UBU0。 （4）如果Z1Z0Z2，此时的 ， ，乘积（ ）亦为负值，故 的波形如图6-23(b)所示，且 的最终稳态值UBU0。 小 结 实际电力系统中常会遇到一些并不太长的线路，会出现多次的折、反射，常用网格法来计算多次折、反射波过程。 进入线路2的电压最终幅值只由Z1和Z2来决定，而与中间线段的存在与否无关。 中间线段的存在及其波阻抗Z0的大小决定着uB的波形、特别是它的波前。 （本节完） 第四节 波在多导线系统中的传播 将静电场的麦克斯韦方程用用于平行多导线系统来分析波在多导线系统中