高电压技术 行波通过串连电感和并联电容.ppt

§ 7-2 7-2：行波通过串连电感和并联电容：行波通过串连电感和并联电容1一、一、 无穷长直角波通过串联电感无穷长直角波通过串联电感U1qZ1Z2L2U1qZ1LZ2U2qi2q2一、一、 无穷长直角波通过串联电感无穷长直角波通过串联电感时间常数：电压折射系数：波通过串联电感3电感中的电流不能突变，初始瞬间相当于开路直角波通过电感后改变为指数波，降低了行波陡度4二、二、 无穷长直角波通过并联电容无穷长直角波通过并联电容U1qZ1Z2CZ1Z2C2U1qU2qi2qi1ic5时间常数：电压折射系数：波通过并联电容二、二、 无穷长直角波通过并联电容无穷长直角波通过并联电容6电容中的电压不能突变，初始瞬间相当于短路直角波通过电容后改变为指数波，降低了行波陡度7u最大陡度发生在t=0时刻 u串联电感时最大陡度仅取决于z2和Lu并联电容时最大陡度仅取决于z1和cu只要增加电容或电感就可以限制侵入波的陡度 u增加电感增大了入射侧的过电压，增加电容则不会增大入射侧的过电压u在无穷长的直角波作用下，电容和电感对最终的稳态值没有影响小结8§ § 7-7- 4 4 行行波波的的多多次次折折、、反反射射91011u计及电晕损耗时的波速度u波经过传播距离l后的时延为  § 7-§ 7- 6 6 冲击电晕对线路波过程的影冲击电晕对线路波过程的影响响1213冲击电晕使导线间的耦合系数增大冲击电晕使导线间的耦合系数增大 u发生电晕以后在导线周围积聚起空间电荷，好像增大了导线半径 u导线的自波阻抗减小，由导线之间的耦合系数k=z12/z11可知，耦合系数便因此而增大 u电晕使导线间的耦合系数随电压瞬时值而变化，电压越高，耦合系数越大 u工程上的冲击电晕时的耦合系数 电晕校正系数 导线之间的耦合系数： k=z12/z1114冲击电晕时的动态波阻抗冲击电晕时的动态波阻抗u动态波阻抗u考虑冲击电晕后波阻抗降低20～30％15第五章第五章5－1；5－2补充：1、试画出用兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图，并说明端子G 的作用是什么；如果在15s与60s时测得该套管的绝缘电阻为R15=1000MΩ，R60 =3000MΩ ，那么该套管的绝缘电阻是多大？它的吸收比为多少？ 第七章第七章7-1;7-3;7-9补充：1、无穷长直角波入侵单相变压器绕组，定性画出绕组上的初始电位分布，稳态电位分布和最大电位包络线，并举出改善绕组初始电位分布的方法。

2、请写出反应无损耗单导线波过程基本规律的四个方程式，并简述其物理意义作业：16§ 7-§ 7- 9 9 变压器绕组中的波过程变压器绕组中的波过程u沿线路入侵的过电压波，在绕组内部将引起电磁振荡过程，在绕组的主绝缘和纵绝缘上产生过电压u变压器绕组中的波过程与下列三个因素有很大的关系： （1）绕组的接法；（星形或三角形） （2）中性点接地方式；（接地还是不接地） （3）进波情况一相、两相或三相进波）17一、单相变压器绕组中的波过程一、单相变压器绕组中的波过程u实际上在绕组的不同位置，变压器的参数不尽相同为了便于分析，通常做如下简化： （1）假定绕组的基本电气参数在绕组中各处均相同； （2）忽略电阻和电导； （3）不单独计入各种互感，而把它们的作用归并到自感中去18        这样一来，如单位长度绕组的自感为L0，对地电容为C0，匝间电容为K0，而且每匝的长度为△x，即可得下图所示的单相绕组波过程简化等值电路L0dxK0/dxC0dx19u当冲击电压刚投射到变压器绕组时，电感支路的电流不会突变，此时的电感相当于支路开路，这时的变压器的等值电路可进一步简化为电容链，此电容链可等此电容链可等值为一集中电容，称为变压器的入口电容值为一集中电容，称为变压器的入口电容CT。

u等值电路如图所示：     U0                                                                 K0/dx                 K0/dx      C0dx                                                            C0dx        x=0             x                     dx                                     201 1、初始电位分布、初始电位分布                          dx        Q+dQ   u     Q      K0/dx           C0dx                                         dx •设某一K0/dx上有电荷Q，则Q=K0/dx （－du）………(1) •C0dx上的电荷就等于Q电荷在x方向增量的负数•－dQ=（C0dx）u………..(2)•（1）式微分后代入（2）式得：x……(3)21(3)式的解为：式中：A、B为常数，由边界条件决定。

1）当绕组末端短路接地时：       x=0,u=U0;    x=l,u=0代入上式得：于是：22（2）末端开路情况          x＝0,u=U0;   x=l,Q|x=l=0,即：此时可得：对于连续式绕组：       约为5～30，此时，可简化为可见u是一个随x递减的波形23此时电位梯度：最大值：242 2、稳态电位分布、稳态电位分布稳态时按电阻分配：（1）末端接地（2）末端开路253 3、振荡过程及最大电位分布、振荡过程及最大电位分布最大振荡过电压可按下式计算：       可见，可见，U U稳态稳态和和U U初始初始差值越大，则振荡电压最大值差值越大，则振荡电压最大值越大 因此，若使最大过电压越小，可以设法使初始电因此，若使最大过电压越小，可以设法使初始电压分布接近于最终电压分布压分布接近于最终电压分布264 4、改善绕组中电位分布的方法、改善绕组中电位分布的方法根本方法就是使初始电位和最终电位分布一致根本方法就是使初始电位和最终电位分布一致具体方法：         1、补偿对地电容影响的方法具体做法：在绕组首端装设电容环和电容匝         2、增大纵电容K0/dx,使绕组对地电容的影响相对减少。

具体的做法：采用纠结式绕组，一般纠结式绕组的αl＝1.5左右27二、三相变压器绕组中的波过程二、三相变压器绕组中的波过程1.星形接线中性点接地2.      此时和单相变压器绕组，末端接地情况相同2. 星形接线中性点不接地      由于一般接有较长的出线，因此初始分布也可按单相变压器绕组末端接地情况分析，但最终分布略有不同3. 三角形接线28三、旋转电机绕组中的波过程三、旋转电机绕组中的波过程u此处所说的旋转电机是指经过电力变压器或直接与电网相连的发电机、同步调相机和大型电动机           U             △L      △L                                       △L                 △C       △C                                          △C 旋转电机绕组简化等值电路旋转电机绕组中的波过程与输电线路相似，电压分布不均29§ 7-§ 7- 11 11 冲击电压在绕组间的传递冲击电压在绕组间的传递u当过电压波投射到变压器的一个绕组时，会在别的绕组上感应出一定的电压，它也可能达到相当高的数值而引起绝缘故障，需要采取措施加以保护。

u变压器绕组之间的传递过电压包括静电感应电压和电磁感应电压30(一一) 静电感应静电感应(电容传递电容传递)     这个分量是通过绕组之间的电容耦合而传递过来的,因而其大小跟变压器的变比没有什么关系低压侧若开路，C2仅是低压绕组本身电容，所以U2高，通常在一相的出线端接避雷器来对整个三相绕组提供保护C12＝高、低压绕组间的电容C2＝低压绕组本身对地电容＋相连设备对地电容＋线路对地电容（电缆出线电容大）： 一般C2 >>C1231(二二) 电磁感应电磁感应(磁传递磁传递)     这个分量是因磁耦合而产生的　初时电流为0，耦合为0；随电流增加，耦合按变比传递到其他绕组              通常依靠紧贴每相的高压绕组端安装的三相避雷器对这种电压进行保护32u谢 谢33。