高電壓技術第四章模板教學文案

1、高電壓技術第四章模板一.波過程的一些物理概念1.什么是波過程2.波是怎樣沿著導線傳布的3.波阻抗00CLiuZ5.波速001CLtx二.波動方程線路上點在時間的電壓和電流的波動方程22002222022tiCLxituCLxuo波動方程的通解iitxitxitxiuutxutxutxufqfq)()(),()()(),(1.波動方程通解的物理意義(1).電壓和電流均有兩個部分組成：前行波和反行波(2).電壓與電流的方向的規(guī)定(3).關于波阻抗的特點a.表示同一方向電壓波與電流波大小的比值，電磁波通過Z時，以電磁波的形式儲存在周圍介質(zhì)中；b.導線上既有前行波又有反行波時，ZU/Ic.Z的數(shù)值與線

2、路長度無關三.行波的折射與反射1.折射與反射(1). 折 射波 與 反射波電壓波折射系數(shù)2122ZZZ20電壓波反射系數(shù)2112ZZZZ11與 之間的關系1(2). 幾種特殊條件下的折、反射波a.線路末端開路b.線路末端短路c.線路末端接負截電阻R2. 彼德遜法則要計算分布參數(shù)線路上節(jié)點的電壓可用集中參數(shù)等值電路計算：a.線路波阻抗用數(shù)值相等的集中參數(shù)等值電阻代替b.把線路上的入射電壓波的兩倍作為等值電壓源例題 一變電所母線上 接有n條線路，每條線路波阻抗為Z，當一條線路落雷，電壓u(t)入侵變電所，求母線上電壓。四.行波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容1.通過串聯(lián)電感回路方程：dtdiLZZiUqqq

3、22121)(2解得：212112)1 (2ZZLTeZZUiTtqq于是：)1 (1222TtqqqeUZiu它有二個部分組成：一部分是與時間無關的強制分量；另一部分為隨時間而衰減的自由分量當 t=0 時 0, 022qqiu 時tqqqqqUZZiUUZZZu121211212222通過電感后折射波的陡度：最大陡度出現(xiàn)在t=0時：最大空間陡度：TtqqeLZUdtdu2122qqULZdtdu12max22qqqULZdldtdtdudldu12max2max22折射波電壓、電流隨時間變化在A點反射波電壓和電流因為fqAquuudtdiLu112q2可得TtqqfeUZZZUZZZZu12

4、111211212當t=0 qfUu11此時ffqAUuuu1112波到達電感瞬間，在線圈首端的電壓將上升到入射波電壓兩倍當tqqfUUZZZZu1121121此時BqfqAuUZZZuuu1211112時間很長以后，達到穩(wěn)定值反射波電流TtqqffeZZUZUZZZZZui2111121121112112112110ZUZZZZiiqfft=0t反射波電壓、電流隨時間變化2.通過并聯(lián)電容回路方程dtdiCZidtduCiiZiZiUqqqqqq222221221112解得：2122112122221122)1 ()1 (2ZZZZZZZTeUZiueZZUiTtqqqTtqq當t=0時：0,

5、 022qqiut時：qqqqqUZZiUuZZZu121211212222經(jīng)過并聯(lián)電容時，折射波的陡度：TtqqeCZUdtdu1122最大陡度出現(xiàn)在t=0時：CZUdtduqq11max22最大空間陡度：CZUdlduqq11max22折射波電壓、電流隨時間變化反射波電壓、電流TtqqfeUZZZUZZZZu12121211212TtqqfeZUZZZZZZUZZi1121212111212)()(qfqAqfqfiiiiiiuu11111212當t=0時當t時qAqfqqfUuZUZZZZiUUZZZZu111211211121121反射波電壓、電流隨時間變化例題：假定發(fā)電機的波阻抗 為

6、800 ，如果電機前面與電纜相接，電纜波阻抗為50 ，波在電機內(nèi)的傳播速度 為 ，其匝間耐壓為600v，每匝長度為3m。若沿電纜有100kv的無限長直角波入侵，求為保護發(fā)電機匝間絕緣所需串聯(lián)的電感或并聯(lián)的電容的數(shù)值。2Zsm/1067五.行波的多次折、反射1.用網(wǎng)格法計算波的折、反射00lt 02qu003ltl0212Uuq0053ltl021210212UUuq0075ltl0222121021210212UUUuqt02Uuq2.串聯(lián)三導線典型參數(shù)配合時波過程的特點(1).21ZZZl(2).21ZZZl(3).llZZZZ21(4).llZZZZ21例題： 長150m的電纜兩端串聯(lián)波阻

7、抗為400 的架空線，一無限長短形波入侵于架空線 上（如圖），已知： 波在電纜中的傳播速度 為 ，在架空線中的傳播速度為 若以波到達 A 點為起算時間，求：(1).距B點60m處的C點在t= 1.5 ,t=3.5 時的電壓與電流；(2).AB中點D處在時t=2 的電壓與電流；(3)時間很長以后，B點的電壓與電流；(4).畫出B點電壓隨時間變化曲線1Z,500,500,0021kvUZZZsm/150sm/300sss 為限制侵入發(fā)電機的波的陡度，在發(fā)電機與架空線之間加入一段長度為300m的電纜，設架空線、電纜、發(fā)電機的波阻抗分別為350、50、750，波在電纜和發(fā)電機中的傳播速度分別為150m

8、/s和60m/s，電機繞組每匝長3m，匝間耐壓為600v。若沿架空線有一幅值為Uo=100kv的無限長矩形波入侵，波傳到A點，作為時間的起點，如圖所示，試求：（1）經(jīng)過1s時發(fā)電機上的電壓和電流？（2）經(jīng)過6.5s時發(fā)電機上的電壓和電流？（3）穩(wěn)定以后，發(fā)電機上的電壓和電流？（4）為保護發(fā)電機的匝間絕緣不損壞，在B點應并多大的電容？（5）為保護發(fā)電機的匝間絕緣不損壞，電纜長度至少為多少m？ 六.行波在平行多導線系統(tǒng)中的傳播1.多導線系統(tǒng)的電壓、 電流方程自電位系數(shù)01121nkkqqqqqkkkkqukkrkkrh2ln210互電位系數(shù)0121nkqqqqnkknquknknrknddln21

9、0自波阻抗kkkkrhZ2ln60互波阻抗knknknddZln602.耦合系數(shù)k(1)兩導線系統(tǒng)112121ZZk(2)多導線系統(tǒng)七.線路上行波的衰減和變形1.沖擊電暈的形成和特點2.電暈對導線上波過程的影響(1).使導線的耦合系數(shù)增大(2).使導線的波阻抗和波速減小(3).使波在傳播過程中幅值衰減，波形畸變)008. 05 . 0(hul八.變壓器繞組中的波過程1.簡化等值電路2.繞組中初始電壓分布(1).繞組末端接地lshxlshUu)(0(2).繞組末端開路繞組首端處：u=U0繞組末端處：00lxdxdukllUUdxdueUeUuoxlxlx0000(3).變壓器的入口電容CKlklCkUkUdxdukUUQCxxT00000000000113.繞組中的穩(wěn)態(tài)電壓分布(1).繞組末端接地lxUu10(2).繞組末端開