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  • 集中参数与分布参数-电力系统过电压概述之三

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  • 由于过电压多种多样,所处的频率范围也相差很大,因此,在对过电压进行分析的时候往往需要涉及到基于电磁波的传输过程的分析和计算。我们日常工作中基于工频下的计算和分析都是以集中参数为基础的,那么什么时候必须要考虑分布参数,或者说必须涉及到波过程呢?这个问题不仅仅在过电压的分析中需要考虑,实际上在电力系统的各方面都有可能涉及。下面就主要介绍一下什么情况下需要考虑分布参数,什么情况下只需要按集中参数考虑就够了。

    这个问题其实就是我们在分析计算时如何对电力系统或设备进行建模的问题。显然,采用集中参数更为简单明了。但是我们应该明白,集中参数实际上是我们的一种假设或者说对实际情况的一种简化,这就决定了只有在满足一定条件后,我们才能按照集中参数去考虑问题。

    关于是否可以简化为集中参数,这里是有一个很简单的判据:如果我们实际要研究的回路的外形尺寸和相应的电磁波波长相比很小可以忽略不计,那么这个时候我们可以把它作为集中参数来处理。反之我就只能按照分布参数处理了。举个例子,我们电力系统50Hz的工频,它的波长是6000公里,这个波长对于我们一般的输电线路长度来说,和这个波长相比就很小了,所以一般情况我们计算工频过电压的时候基本都可以使用集中参数。但是如果对于高频的雷电或VFTO(特快暂态过电压)过电压来说,它们的波长就短得多了。其中VFTO的上升时间在纳秒量级,在这种情况下,它的波长(等效波长)实际上只有几米甚至更短,这个长度和我们电力系统里线路的物理尺寸相比的话就和工频完全相反了,即电路物理尺寸要大于波长,这时我们就只能按照分布参数中的波过程模型进行计算和分析了。


    当我们的输电线路做参数处理的时候,一般对于一个单根导线的等值回路,我们可以把它看作是由很多个微元组成的,每个微元里面都有单位长度的电阻电感,电容以及电导,此时的线路模型就不是简单的几个集中参数所能描述了,而是由这些分布参数的元件网络所构成了。随之而来的,分析和计算也必须考虑电磁波在这个网络中的传输特性和不同点的入射、反射和折射等概念,相较于集中参数的分析和计算就会复杂很多。


    李江涛

    教授  博士

    研究方向:

    1)电力设备的在线监测;

    2)脉冲功率技术;

    3)电力设备电场、磁场计算及其优化设计;

    4)硬盘电磁设备的仿真计算和优化设计。 简介:

    一、学习工作简历:

    1994.9~1998.7 西安交通大学 高电压工程与绝缘技术专业本科毕业 学士学位

    1998.9~2001.4 西安交通大学 电气工程学院 硕士学位

    2001.7~2006.6 新加坡国立大学电气及计算机工程学院 博士学位

    2001.7~2005.6 新加坡数据存储研究所附属研究员

    2002.9~2004.1 新加坡国立大学电气及计算机工程学院研究生助教

    2005.7~2006.7 电磁设计研发工程师, MMI Holdings LTD., Singapore

    2006.10~今 西安交通大学电气学院高压教研室

    二、学术及科研成果

    1) 电力系统过电压在电力变压器绕组中的暂态分析,包括一个软件分析包 (2000~2001)

    2) 数据存储工业电磁设计和制造中的协作系统(2001~2003)

    3) 特高存储密度硬盘中使用的垂直记录磁头的设计和分析(2002~2005)

    4) 硬盘中使用的高性能永磁电机的结构设计和分析 (2001~2005)

    5) 高密度硬盘中的声圈电机的电磁设计分析,包括一个有限元软件的开发(2005~2006)

    6)青海电网110kV变压器中性点过电压分析(2007)

    7)安康高电阻率土壤接地网的优化设计(2007)

    近几年共发表论文近40篇,其中SCI检索8篇,EI检索21篇。


    本文由“鲜椒微电气”合作提供,特此感谢!


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