电气工程基础电子教案.ppt

电气工程基础电子教案,第十六章 线路和绕组中的波过程,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波第二节：波的折射和反射第三节：波通过串联电感和并联电容第四节：波在有限长线段上的多次折反射第五节：波在平行多导线系统中的传播第六节：波的衰减和变形第七节：单相变压器绕组中的波过程第八节：三相变压器组中的波过程第九节：冲击电压在绕组间的传递,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波,波动方程解的物理意义前行波和反行波,线路上可以存在两组沿着导线表面-地表面以一定波速度分别向 正方向或者 负方向运动的电荷。分别被称为导线的前行波（公式中的“+”号项）和反行波（“-”号项），导线的对地电压和通过导线截面的电流是波的叠加的结果。,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波,行波有两个属性 以波速度 运动这一点可以从 和 得以证明：,由 可知，该值经过 时间已向X正方向推进了 的距离，即 以波速度 向X正方向运动。,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波,末端的前行波来源于首端的前行波，两者存在时差。由于已经指定了X正方向为电流参考方向，故向X负方向运动的正电荷形成的电流是负的，即，反行波的电流极性与导线上电荷极性相反。,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波,架空线路,因此，波速度为：,电缆线路，若：,波速度,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波,单波的电场能量等于磁场能量,对于架空线路有：,一般Z=500欧姆，分裂导线Z=300欧姆,对于电缆线路，Z大约几十欧姆,线路上有两组电荷沿导线-地同步地以波速度分别向X正方向或X负方向运动，它们在空间建立了电磁场，造就了导线上的电压和电流。在此，导线介质大地起到了引导电磁波的作用。因而这个过程被称为波过程。,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波,线路波阻抗与集中参数电阻的区别,第一节：单相均匀无损耗线路上的行波,线路与外界打交道的只是端点的长度元，中间只是起到波的传播通道的作用。,要把波的传播方向和电压、电流正负号严加区别，负波并非就是朝X负方向运动的波，只有 的波才被确认为反行波。,如果导线上既有前行波，又有反行波，则该点。,第二节：波的折射和反射,一.计算节点电压的等值电路（彼德逊法则）,如果,及产生。,第二节：波的折射和反射,对于图16-3中节点电压的计算，涉及到载波线路的端口等值电路。,端口的等值电路：,由上两式可得：,当前波到达末端时，可以因端点的阻抗差异而取不同的电压、电流值。但线路1侧的 值必须满足（16-9a）,以保证前行波在线路1末端的值不变。,第二节：波的折射和反射,转换成计算节电电压的等效电源形式：,第二节：波的折射和反射,彼德逊法则与戴维南定理吻合。求解若干个空间上割裂的彼此之间存在波时差的“点”元件R、L、C电源与线路终端的微分元。,等值电路计算的一种形式是用折射系数 和反射系数。,第二节：波的折射和反射,下面对几种典型情况进行计算分析，进一步搞清楚折反射的物理意义。,末端开路,末端接地,第二节：波的折射和反射,末端接有与线路阻抗匹配的电阻器,末端接有电阻,第二节：波的折射和反射,二.由几条线路同时来波时的节点电压计算,第二节：波的折射和反射,例：母线上有几条架空线，其中一条有雷电波电压U0，假设所有线路阻抗波均为Z。试求母线电压Ub。,第三节：波通过并联电容和串联电感,第三节：波通过并联电容和串联电感,结论：,1.电容电压不能突变，按指数上升，波的陡度下降。,2.电容t=无穷大时开路，不影响 的最终稳态值。,