云南2020年南方电网招聘考试电气专业考点:彼得逊法则
彼得逊法则
前面从波沿分布参数线路传播的角度,讨论了行波在均匀性遭到破坏的节点上的折、反射问题,但在实际工程中,一个节点上往往接有多条分布参数长线(它们的波阻抗可能不同)和若干集中参数元件。最典型的例子就是变电所的母线,它上面可能接有多条架空线和电缆,还可能接有一系列变电设备(诸如电压互感器、电容器、电抗器、避雷器等),它们都是集中参数元件。为了简化计算,最好能利用一个统一的集中参数等值电路来解决行波的折、反射问题。
具有不同波阻抗的两条线路,在波阻抗为Z1的线路上有电压波向节点A传播,为了确定A点的电压,即波阻抗为Z2的线路上折射电压,其可表示为
将上式作为集中参数处理,构成图(b)简单电路,这里电源电动势为两倍的入射电压,Z1作为负载电阻,用这种等值电路来计算一次波过程的方法称为彼得逊法则。也就是波过程中的戴维南定理。必须强调的是,利用该法则求解节点电压,要求必须是线路1上的入射波,并且线路2上没有反行波或反行波还未到达A点。在这种情况下,对于入射波来说,连接于节点A的分布参数线路2相当于阻值等于波阻抗的Z2的集中参数电阻。实际工程中用电流源等值电路则更为简单。
注意:1)彼德逊法则中电源电势为电压入射波的两倍。(相当于电路理论中的开路电压。)
2)彼德逊法则只用于求解一次折射波。不能用来计算反射波。
举例说明该法则的运用。
4-3 行波通过串联电感和并联电容
电力系统中,在线路上串联电感和并联电容是常见的方式,下面分析电感、电容对线路上行波波形和幅值的影响。
一、无限长直角波通过串联电感
由彼德逊法则可得图(a)之集中参数等值电路,易推出:
解之得:
其中:
根据电流连续,应有:
由上式可以推导出,当时,,这是由于电感中的电流不能突变的缘故,此时初始瞬时电感相当于开路状态,全部磁场能量转化为电场能,使得电压升高了一倍,随后根据时间常数按指数规律的变化,当时,。
由上式可以看出,在线路中的折射电压随时间按指数规律增长,当时,,当时,,这说明无限长直角波通过电感后变为一指数波头的行波,串联电感起了降低来波波前陡度的作用,但对于最终的稳态没有影响,因为此时电感相当于是短路。波前陡度为:
折射波最大陡度出现在时为:
分析:无限长直角波穿过电感L后,其波前将被拉平,变成指数波前,最大陡度出现在t=0瞬间。串联电感起到降低来波上升速率的作用,上式表明,最大陡度与Z1无关,而仅仅只和Z2和电感L有关,L越大则陡度降低的就越多!
如果入射波不是无限长直角波,而是波长很短的矩形波(类似于冲击截波),那么串联电感不但能拉平波前和波后,而且还能在一定程度上降低其幅值。
二、无限长直角波通过并联电容器
附 2020年国内国际时政资料供参考:
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前面从波沿分布参数线路传播的角度,讨论了行波在均匀性遭到破坏的节点上的折、反射问题,但在实际工程中,一个节点上往往接有多条分布参数长线(它们的波阻抗可能不同)和若干集中参数元件。最典型的例子就是变电所的母线,它上面可能接有多条架空线和电缆,还可能接有一系列变电设备(诸如电压互感器、电容器、电抗器、避雷器等),它们都是集中参数元件。为了简化计算,最好能利用一个统一的集中参数等值电路来解决行波的折、反射问题。
具有不同波阻抗的两条线路,在波阻抗为Z1的线路上有电压波向节点A传播,为了确定A点的电压,即波阻抗为Z2的线路上折射电压,其可表示为
将上式作为集中参数处理,构成图(b)简单电路,这里电源电动势为两倍的入射电压,Z1作为负载电阻,用这种等值电路来计算一次波过程的方法称为彼得逊法则。也就是波过程中的戴维南定理。必须强调的是,利用该法则求解节点电压,要求必须是线路1上的入射波,并且线路2上没有反行波或反行波还未到达A点。在这种情况下,对于入射波来说,连接于节点A的分布参数线路2相当于阻值等于波阻抗的Z2的集中参数电阻。实际工程中用电流源等值电路则更为简单。
注意:1)彼德逊法则中电源电势为电压入射波的两倍。(相当于电路理论中的开路电压。)
2)彼德逊法则只用于求解一次折射波。不能用来计算反射波。
举例说明该法则的运用。
4-3 行波通过串联电感和并联电容
电力系统中,在线路上串联电感和并联电容是常见的方式,下面分析电感、电容对线路上行波波形和幅值的影响。
一、无限长直角波通过串联电感
由彼德逊法则可得图(a)之集中参数等值电路,易推出:
解之得:
其中:
根据电流连续,应有:
由上式可以推导出,当时,,这是由于电感中的电流不能突变的缘故,此时初始瞬时电感相当于开路状态,全部磁场能量转化为电场能,使得电压升高了一倍,随后根据时间常数按指数规律的变化,当时,。
由上式可以看出,在线路中的折射电压随时间按指数规律增长,当时,,当时,,这说明无限长直角波通过电感后变为一指数波头的行波,串联电感起了降低来波波前陡度的作用,但对于最终的稳态没有影响,因为此时电感相当于是短路。波前陡度为:
折射波最大陡度出现在时为:
分析:无限长直角波穿过电感L后,其波前将被拉平,变成指数波前,最大陡度出现在t=0瞬间。串联电感起到降低来波上升速率的作用,上式表明,最大陡度与Z1无关,而仅仅只和Z2和电感L有关,L越大则陡度降低的就越多!
如果入射波不是无限长直角波,而是波长很短的矩形波(类似于冲击截波),那么串联电感不但能拉平波前和波后,而且还能在一定程度上降低其幅值。
二、无限长直角波通过并联电容器
附 2020年国内国际时政资料供参考:
1.2019年11月9日电,国家统计局9日将公布10月居民消费价格指数(CPI)。受猪肉等食品价格上涨影响,市场普遍预计,10月CPI同比涨幅或连续第2个月处于“3时代”。
2.2019年11月9日电,十三届全国政协第29次双周协商座谈会8日在京召开。中共中央政治局常委、全国政协主席汪洋主持会议并讲话。他强调,健康是民之大事、国之大计,实施健康中国战略集中体现了以人民为中心的发展思想。要贯彻落实习近平总书记关于健康中国建设的重要论述,坚持政府主导与社会协同相结合,坚持因地制宜、分类指导、稳中求进、久久为功,全面提高人民健康水平,为实现中华民族伟大复兴提供坚实健康基础。
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