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1、第三篇第三篇电力系统过电压与绝缘配合电力系统过电压与绝缘配合过电压的概念过电压的概念“过电压过电压”是电力系统中出现的对是电力系统中出现的对绝缘有危险绝缘有危险的电压升高的电压升高和电位差升高。和电位差升高。过电压过电压雷电过电压雷电过电压内部过电压内部过电压直直击雷过电压击雷过电压感应雷过电压感应雷过电压操作过电压操作过电压暂时过电压暂时过电压工频过电压工频过电压谐振过电压谐振过电压第六章第六章输电线路和绕组中的波过程输电线路和绕组中的波过程为什么要研究波过程为什么要研究波过程电力系统中的电力系统中的过电压过电压通常均以通常均以行波行波的的形式出现，所以研究过电压及其防护形式出现，所以研究过
2、电压及其防护问题要以输电线路和绕组中的波过程问题要以输电线路和绕组中的波过程为理论基础为理论基础为什么在研究输电线路的波过程时，为什么在研究输电线路的波过程时，电力线路必须以电力线路必须以分布参数分布参数来表示来表示波过程分析可以得出什么结果波过程分析可以得出什么结果1.某一特定地点的电压（电流）波形图某一特定地点的电压（电流）波形图2.某一特定时刻电压（电流）沿线分布图某一特定时刻电压（电流）沿线分布图6.1 波沿波沿均匀无损单导线均匀无损单导线的传播的传播实际电力系统中有没有实际电力系统中有没有均匀无损均匀无损单导线单导线均匀无损单导线示意图均匀无损单导线示意图ab线路方程及解线路方程及解
3、波动方程波动方程此波动方程的解：此波动方程的解：观察波动方程的解发现的两个问题：观察波动方程的解发现的两个问题：电压（电流）波两个分量表示什电压（电流）波两个分量表示什么含义？么含义？为什么两个表达式中间的符号不为什么两个表达式中间的符号不同？同？表示正行电压表示正行电压(电流电流)波波等于零等于零线路方程解中的一些参量线路方程解中的一些参量波阻抗波阻抗波速波速波速（波速（架空导线架空导线）此式中：此式中：因此有：因此有：波速（波速（同轴电缆同轴电缆）因此有：因此有：波速波速和和带点粒子运动速度带点粒子运动速度的的关系关系波阻抗（架空线路）波阻抗（架空线路）注：一般其值介于注：一般其值介于30
4、0和和500 之间之间波阻抗（电缆线路）波阻抗（电缆线路）电缆的电缆的电容（电容（C0）大，电感（）大，电感（L0）小，）小，故其故其波阻抗要比架空线路小的多，且变化范围较波阻抗要比架空线路小的多，且变化范围较大，约在大，约在10 -50 之间。之间。波阻抗的物理意义？波阻抗的物理意义？波阻抗和电阻的相似之处波阻抗和电阻的相似之处波阻抗和电阻都是阻性；波阻抗和电阻都是阻性；电路计算上具有等效性电路计算上具有等效性(等效电路等效电路)；波阻抗和电阻在物理本质上的不同波阻抗和电阻在物理本质上的不同波阻抗与线路长度无关；波阻抗与线路长度无关；波阻抗从电源吸收的功率以电磁能的形波阻抗从电源吸收的功率以
5、电磁能的形式储存在导线周围的媒质中并未消耗掉；式储存在导线周围的媒质中并未消耗掉；而电阻从电源吸收的功率和能量均转化为而电阻从电源吸收的功率和能量均转化为热能散发掉了；热能散发掉了；均匀无损单导线波过程的基本概念均匀无损单导线波过程的基本概念行波计算的行波计算的4个基本方程个基本方程6.2 行波的行波的折射和反射折射和反射以直角波为研究对象进行分析是否具有普遍性以直角波为研究对象进行分析是否具有普遍性行波传输速度快，因此可以将工频交流电源等效为直流行波传输速度快，因此可以将工频交流电源等效为直流电源；电源；其它形式的波形可以由直角波叠加而成；其它形式的波形可以由直角波叠加而成；折射系数和反射系
6、数折射系数和反射系数线路线路1上的电压、电流波上的电压、电流波线路线路2上的电压、电流波上的电压、电流波边界条件（边界条件（A点的电压波、电流波）：点的电压波、电流波）：电压折射系数电压折射系数电压反射系数电压反射系数几种特殊端接情况下的波过程几种特殊端接情况下的波过程线路末端开路线路末端开路此时：此时：AA线路末端短路线路末端短路此时：此时：AA线路末端跨接线路末端跨接1个阻值等于个阻值等于Z1的电阻的电阻因为因为波阻抗波阻抗和和电阻电阻在电路计算上具在电路计算上具有等效性，此种情况等效于有等效性，此种情况等效于此时：此时：集中参数等值电路（彼德逊法则）集中参数等值电路（彼德逊法则）无论节点
7、无论节点A后面的电路有多复杂，下面式子永远成后面的电路有多复杂，下面式子永远成立：立：则有：则有：彼德逊法则彼德逊法则R、L、C电压源集中参数等值电路电压源集中参数等值电路以电流源形式表示的彼德逊法则以电流源形式表示的彼德逊法则彼德逊法则的适用条件彼德逊法则的适用条件:入射波必须是沿一条分布参数线路传播过入射波必须是沿一条分布参数线路传播过来；来；节点节点A之后的任何一条线路末端产生的反之后的任何一条线路末端产生的反射波还没有到达射波还没有到达A点；点；Example行波穿过电感行波穿过电感AZ1Z2回路方程回路方程行波穿过电感后的波前陡度行波穿过电感后的波前陡度AZ1Z2第一条线路上的反射行
8、波第一条线路上的反射行波t=0(行波到达电感行波到达电感L的初瞬的初瞬)线路末端开路线路末端开路此时：此时：Z1Z2行波旁过电容行波旁过电容AZ1Z2回路方程回路方程电压折射波的波前陡度电压折射波的波前陡度AZ1Z2第一条线路上的反射行波第一条线路上的反射行波t=0(行波到达电容行波到达电容C的初瞬的初瞬)线路末端接地线路末端接地此时：此时：结论结论电感和电容的存在使行波的波前陡度减电感和电容的存在使行波的波前陡度减小（小（行波被拉平行波被拉平）；）；在无限长直角波的情况下，串联电感和在无限长直角波的情况下，串联电感和并联电容对电压的最终稳态值没有影响并联电容对电压的最终稳态值没有影响；从折射
9、波的角度看，电感和电容的作用从折射波的角度看，电感和电容的作用相同；从反射波的角度看，两者的作用刚相同；从反射波的角度看，两者的作用刚好相反；好相反；串联电感和和并联电容都可以用作过电串联电感和和并联电容都可以用作过电压保护；压保护；（哪一个更优秀？）（哪一个更优秀？）Example6.3 行波的多次折、反射行波的多次折、反射AB线路线路1：Z1线路线路2：Z2B点的电压点的电压A、B两点间的电力线路对电压行波的影响两点间的电力线路对电压行波的影响AB线路线路1：Z1线路线路2：Z2AB线路线路1：Z1线路线路2：Z26.4 波在多导线系统中的传播波在多导线系统中的传播为什么要研究波在多导线系
10、统中的传播为什么要研究波在多导线系统中的传播规律规律Q0u自电位系数自电位系数互电位系数互电位系数静电场中的麦克斯韦方程静电场中的麦克斯韦方程以电压、电流行波表示以电压、电流行波表示自波阻抗、互波阻抗数值分析自波阻抗、互波阻抗数值分析两根导线靠的越近，其之间的互波阻抗越大两根导线靠的越近，其之间的互波阻抗越大导线导线k上的上的正行波正行波与与反行波反行波Example one感应雷过电压感应雷过电压几何耦合系数几何耦合系数悬式绝缘子承受的雷电过电压悬式绝缘子承受的雷电过电压注：耦合系数越大；绝缘所受到得过电注：耦合系数越大；绝缘所受到得过电压越小压越小One Question导线导线2上没有电
11、流波却有电压波上没有电流波却有电压波导线电荷就地分离过程导线电荷就地分离过程感应电压的几个特点感应电压的几个特点u2与与u1同步推进，同生同灭；同步推进，同生同灭；u2与与u1的极性相同的极性相同 ；u2与与u1的波形相似，且的波形相似，且u2一定小于一定小于u1；Example two12345对避雷线对避雷线1，2有：有：对导线对导线3，4，5有：有：避雷线与导线避雷线与导线3之间的耦合系数之间的耦合系数避雷线与导线避雷线与导线4，5之间的耦合系数之间的耦合系数6.5 波在有损线路中的传播波在有损线路中的传播哪些因素引起能量损耗哪些因素引起能量损耗损耗将使波的行为发生什么变化损耗将使波的行为发生什么变化冲击电晕的影响冲击电晕的影响
