现代供电技术第7章PPT精讲课件.ppt

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1、第七章过电压及防护大气过电压雷电冲击波沿导线的传播防雷保护装置变电所与线路的防雷内部过电压变电所保护接地第一节大气过电压一、雷电放电过程先导阶段主放电和迎面流注阶段余辉阶段二、雷电参数雷暴日(Td)：一年中发生雷电的天数(30-40)。雷暴小时(Th)：一年中发生雷电的小时数(100)。地面落雷密度():每平方公里地面在一个雷暴日中受到的平均雷击次数。通道波阻抗一般地区：少雷地区：I—雷电流幅值（kA)P—幅值大于I的雷电流出现的概率经验公式：雷电流幅值（I）：雷电流指雷击于低接地电阻（≤）的物体时流过雷击点的电流。02II»W30I0—电流入射波（kA)雷电流的波前时间、波长、

2、陡度我国在防雷设计中取波前的平均陡度：实测表明：雷电流极性及计算波形75~90%的雷电流是负极性，在防雷设计中一般按负极性考虑常用计算波形：(1)双指数波00.5II(2)等值斜角平顶波0I(3)等值半余弦波0I0.5I第二节雷电冲击波沿导线的传播a.波过程的定义在本课程中指电压波（或电流波）在输电线路、电缆、变压器、电机等电力设备上的传播过程b.波过程的特点电压、电流不但是时间t的函数，而且也是空间位置x的函数，需要用分布参数电路来分析。c.分布参数电路的应用范围主要有两大类：长线路和高频电压（如雷电冲击电压波）200km6000km(20ms)1500km(5ms)冲击波空气

3、中波的传播速度为光速220kV线路的平均长度为200~250km冲击波波前在线路上的分布长度只有360m波沿均匀无损单导线传播示意图t=0t=0一、波沿均匀无损单导线的传播1.均匀无损单导线系统的波阻抗：线路各点电气参数完全一样；线路无能量损耗（R0=0，G0=0）单元等值电路：设dt时间内，行波前进了dx距离，则长度为dx的线路被充电，充电电容为Codx，使其电位为U，在这段时间内，导线获得的电荷为：(1)充电电流行波前进了dx距离，磁通的增加量：(2)（1）×(2)（2）÷(1)波速波阻抗(1)充电电流由电磁场理论可知：∴对架空线：对油纸绝缘电缆：波阻抗：是表征分布参数电路特

4、点的最重要的参数，它是储能元件，表示导线周围介质获得电磁能的大小，具有阻抗的量纲，其值决定于单位长度导线的电感和电容，与线路长度无关。对单导线架空线，Z=500左右，考虑电晕影响取400左右，电缆的波阻抗约为十几欧姆至几十不等。W电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。比较波阻抗Z和R：波阻抗是一个比例常数，其数值只与导线单位长度的电感和电容有关，与线路长度无关；而线路的电阻与线路长度成正比；波阻抗是储能元件，它从电源吸收能量，以电磁波的形式沿导线向前传播，能量以电磁能的形式储存

5、在导线周围的介质中；电阻是耗能元件，它从电源吸收的能量转换成热能而散失。二者量纲相同，并且都和电源频率或波形无关，可见波阻抗是阻性的；2.均匀无损单导线的波动方程：电压沿x方向的变化是由于电流在L0上的电感压降；电流沿x方向的变化是由于在C0上分去了电容电流；负号表示在x正方向上电压和电流都将减少。—前行电压波（入射波）—反行电压波（反射波）—前行电流波—反行电流波注意：前行电压波和前行电流波表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v沿x的正方向移动。反行电压波和反行电流波表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v沿x的负方向移动。电压波的符号只取决于导线对地电容所充电荷的符号，与电荷的

6、运动方向无关电流波的符号不仅与相应电荷符号有关，而且也与电荷运动方向有关一般取正电荷沿x正方向运动形成的波为正电流波行波计算的基本方程：例题1：沿高度10m，半径为10mm的单根架空线有一个幅值700kV的过电压波运动，求电流波的幅值。解题：导线的波阻抗为：电流波幅值为：例题2：如还有一个幅值为500kV的过电压波反向运动，求两波叠加范围内导线上的电压和电流反行波电流导线电压：导线电流：I=1.56－1.11=0.45kA二、行波的折射和反射1.折射波和反射波的计算A波未到达节点A时，线路1上有：波到达节点A后，线路1上有：线路2上有：∵节点A上电压、电流的连续性∴又∵∴—电压折

7、射系数—电压反射系数线路末端开路此时有：线路末端电压：电压反射波：末端电流：电流反射波：几种特殊情况：AA★末端开路时，末端电压波发生正的全反射，电流波发生负的全反射，电压反射波所到之处，线路电压加倍；电流反射波所到之处，线路电流变零。线路末端短路（接地）此时有：线路末端电压：电压反射波：反射波所到之处：电流反射波：AA★末端接地时，末端电压波发生负的全反射，电流波发生正的全反射，电压反射波所到之处，线路电压变零；电流反射波所到之处，线路电流加倍。★线路末端既没有电压反射波，又没