110KV电力线路故障测距实习报告全解.doc

1、题 目：110KV电力线路故障测距专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 13924661 姓 名： 姬艳龙 指导教师： 张 丽 学习中心： 安康学习中心 西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院2015年11月05日院系 西南交通大学网络教育学院 专 业 电气工程及其自动化 年级 2013级 学 号 13924661 姓 名 姬艳龙 学习中心 安康学习中心 指导教师 张 丽 题目 110KV电力线路故障测距 指导教师评 语 是否同意答辩 过程分(满分20) 指导教师 (签章) 评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 毕 业 论 文 任 务 书

2、班 级 2013级 学生姓名 姬艳龙 学 号 13924661 开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日题 目 110KV电力线路故障测距 1、本论文的目的、意义 毕业实习是理论与实践相结合的重要方式，是提高学生政治思想水平、业务素质和动手能力的重要环节，对培养坚持四项基本原则，有理想、有道德、有文化、有纪律的德才兼备的技能性、应用性人才有着十分重要的意义。 学生通过实习走向社会，接触实务，了解国情、民情，增进群众观念、劳动观念和参与经济建设的自觉性、事业心、责任感;通过深入基层，了解经济管理和财会会计工作现状，可加深理解并巩固所学专业知识，进一步提高认识问题、分析问题、解决问题的能力，

3、为今后走向社会，服务社会做好思想准备和业务准备。毕业实习可以使毕业论文或实习调查报告写作有更充分、更现实的依据。本次毕业实习我选的题目是110KV电力线路故障测距，主要是熟悉和掌握电力线路故障测距原理和方法，并以110KV电力线路为例进行具体分析和计算。通过上网和去图书馆查阅资料，深入复习所学专业课程，确定自己的课题，学习相关知识，有针对性那个的收集资料，并学习相关软件的运用，达到进一步深化学习与研究的目的。2、学生应完成的任务 第一步：在全面掌握有关理论的基础上积极着手收集资料，拟定该论文大纲； 第二步：依据指导老师修改后的论文提纲撰写论文； 第三步：向指导老师提交论文初稿； 第四步：依据老

4、师的指导对论文进行反复修改； 第五步：论文定稿并对论文进行装订； 第六步：对论文答辩进行准备。 3、论文各部分内容及时间分配：（共12周）第一部分输电线路的背景和意义 ( 1 周) 第二部分输电线路故障测距研究 ( 2 周) 第三部分论文研究的主要内容 ( 3 周) 第四部分行波的发射和折射 ( 2 周) 第五部分 现代行波测距方法 （ 2 周）第六部分 几种测距的比较 （ 2 周）评阅或答辩 ( 周)4、参考文献：1、葛耀中.新型继电保护与故障测距原理与技术.西安:西安交通大学出版社,1996. 2、万耕,穆华宁.高压架空输电线路的行波故障测距方法.高压电器,2005,41(2):135-1

5、38. 3、马长贵.高压电网继电保护原理.水利电力出版社,1988,6. 4、吴必信.综述单端故障测距算法(三).电力自动化设备,1996,(1):15-19. 5、束洪春,司大军,葛耀中,等.小波变换应用于输电线路行波故障测距().云南水利发电,2002,18(2):16-21. 6、束洪春,王平才,司大军,等.小波变换应用于输电线路行波故障测距().云南水利发电,2002,18(2):10-15+38. 7、全玉生,杨敏中,王晓蓉,等.高压架空输电线路的故障测距方法.电网技术,2000,24(4):27-33. 8、严凤.中性点非有效接地系统单相接地行波定位方法的研究.保定:华北电力大学,

6、2003. 9 董振河.输电线路行波故障测距.山东电力技术,2000,(2):8-10. 9、陈崇源,颜秋容.电路理论-端口网络与均匀传输线.华中理工大学出版社,1997. 10、王学峰,周俊宇.用小波变换技术定位输电线路故障,高压电器,2006,32(1):84-87. 11、崔锦泰.小波分析导论.程正兴译.西安:西安交通大学出版社,l995. 12、李加波,于瑞红,戴玉松,等.基于小波变换的输电线路行波测距研究.湖南电力,2005,25(1):15-18. 13、董新洲,葛耀中,徐丙垠.利用暂态电流行波的输电线路故障测距研究.中国电机工程学报,1999,19(4):76-80. 14、黄子

7、俊,陈允平.基于小波变换模极大值的输电线路单端故障定位.电力自动化设备,2005,25(2):10-14. 15、覃剑,葛维春,邱金辉,等.输电线路单端行波测距法和双端行波测距法的对比.电力系统自动化,2006,30(6):92-95.备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日承 诺一、本论文是本人独立完成；二、本论文没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。 承诺人：姬艳龙 2015年 11 月 05 日目 录摘 要6前 言7第一章 输电线路的背景和意义8第二章 输电线路故障测距研究92.1 故障测距的发展和分类92.2故障测距的基本要求10

8、2.3输电线路故障测距研究的现状112.4行波法存在的问题11第三章 论文研究的主要内容123.1行波的基本概念123.2 行波源15第四章 行波的发射和折射154.1反射波和折射波产生的原因154.2反射波和折射波的计算164.3行波反射和折射的特点17第五章 现代行波测距方法205.1单端A型测距方法205.2双端D型测距方法22第六章 几种测距的比较246.1单端法优缺点256.2双端法优缺点26结束语28致 谢29参考文献30摘 要对高压架空输电线路进行准确的故障测距是保障电力系统安全稳定运行的有效途径之一。为此，文章全面地介绍了国内外在此方面的研究现状。根据各种测距算法采用的原理不同

9、，将现有的各种测距算法分为阻抗法、故障分析法、和行波法。阻抗法是根据故障时测量到的电压、电流量而计算出故障回路的阻抗，由于线路长度与阻抗成正比，因此便可求出由装置装设处到故障点的距离；故障分析法是利用故障时记录下来的电压、电流量，通过分析计算，求出故障点的距离；行波法是根据行波传输理论实现输电线路的故障测距方法，按其原理可分为A、B、C型3种方法，然后利用小波变换对输电线路故障测距进行模拟仿真。最后，对高压架空输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望。关键词：故障测距；行波；输电线路；小波变换前 言电能作为洁净的二次能源，在当代社会的能源比重原来越发挥着它不可替代的作用。电力行业是国民经济的

10、支柱产业，优质可靠的电力供应是现代化社会持续稳定发展的重要保证。因此，保证电力系统运行的安全性，可靠性，快速性等至关重要。而输电线路负担着传送电能的重要任务，是电力系统的经济命脉，其故障直接威胁到电力系统的安全运行，同时也是电力系统中发生故障最多的地方。第一章 输电线路的背景和意义随着我国电力行业的飞速崛起，现代电力系统结构的日益复杂，输电线路的输送容量和电压等级不断提高，远距离输电线路日益增多，输电线路故障对电力系统运行，工农业生产和人民日常生活的危害也与日俱增。所以，及时排除输电线路故障并及时排除各种隐患，不仅对修复电路和保证持续可靠供电，而且对保证整个电力系统的安全稳定和经济运行都有是有

11、十分重要的意义1。电力系统输电线路上经常发生各种短路故障，在故障点有些故障比较明显，容易辨别，有些故障则难以发觉，如在中性点不接地系统发生单相接地故障时，由于接地电流小，所以在故障点造成的损害小，当保护切除这一故障后，故障点有时很难查找，但这一故障点由于绝缘已经发生变化，相对整个线路来讲比较薄弱，很可能就是下次故障的发生地，因此，仍然需要尽快找到其位置。其次，输电线路穿越的地形复杂，气候恶劣，特别是远距离输电线路，难免要穿越山区，沙漠这些人迹罕至的偏僻地带，交通十分不便。再者，多数故障往往发生在风雪，雷雨等较为恶劣的天气中发生。另外，我国电力系统的巡线装备简陋，使得故障测距的准确度，对故障巡线

12、工作起了关键性的作用2。概况起来，输电线路故障测距的意义主要包括以下几个方面：（1） 对于永久性故障，准确的故障测距结果能够帮助巡线人员快速查找故障点，及时排除故障，快速恢复供电，提高供电可靠性和连续性，减少停电带来的巨大经济损失和巡线所耗费的大量人力、财力、物力。（2） 对于瞬时性故障，准确的故障测距有助于分析故障原因，发现绝缘隐患，从而采取积极的预防措施，避免形成永久故障，节约检修时间和费用。（3） 如果故障测距算法精度高，运算量小，那么故障测距本身就可以作为距离保护的元件，从而对提高保护性能、保证系统安全运行有重要的意义。第二章 输电线路故障测距研究2.1 故障测距的发展和分类2.1.1

13、 行波法 行波法是根据行波理论现实的测距方法，始于上个世纪五十年代，随着六十年代多传输线的行波传播规律的更为深入的研究和计算机技术的应用，行波测距的理论和技术得到了长足的发展，行波测距的装置现已广泛应用于电力系统。行波测距方案可分为A、B、C三类。A型测距原理是根据测量点到故障点往返一次的时间和行波波速确定故障点的距离。这个测距装置比较简单，只能装置在一端，不要求和线路对侧进行通信联系。不受过渡电阻影响，可以达到较高的精度。但是，A型测距要求记录行波波形，而故障暂态信号只持续很多的时间，为保证有足够的精度，应采用足够高的采样率，因此A型行波测距对硬件要求比较高。B型测距是根据故障点产生的行波到

14、达线路两端的时间并借助于专用通道的通信联系实现测距的。由于这种测距装备利用的是故障点产生的行波第一次到达两端的信息，因此不受故障点投射波的影响，实现起来困难较小。但是B型测距对通道有高要求，使得投资巨大，目前难以在国内广泛采用。C型测距装置是故障发生后由装置发射高压高频或直流脉冲，根据高频脉冲由装置到故障点往返时间进行测距。这个装置的工作原理和雷达相同，只是行波沿电力线路传播而已。对于瞬时性故障，C型测距靠人为施加雷达信号往往测不到故障。另外，高压脉冲信号发生器造价昂贵。由于通道技术条件的限制，高压脉冲信号强度不能太高，故障点反射脉冲往往很难与干扰相区别，种种因素都限制了C型测距的发展。2.1

15、.2 故障分析法 故障分析法依据电压电流的测量值，通过故障分析根据各种特征构造各种原理（如阻抗与距离成正比，用两端数据计算到的故障点电压相等，过渡电阻的纯阻性等）的测距方程，进行故障测距。事实上，在线路参数已知的情况下，输电线路某处发生故障时，线路两端的电压电流均为故障距离的函数，其实质是短路电流的逆运算。故障分析法由于简单易行，对设备要求较低，投资小，获得了广泛的运用。早起的故障分析方法主要是利用单端电气量的测距算法，常见的单端算法主要有工频阻抗法3，解微方程算法4，零序电流相位修正法5，故障电流相位修正法5,6，解二次方程法7,8，对称分量法9，解一次方程法10，网孔方程法11。上述单端测

16、距算法都无法从原理上同时消除过渡电阻和对侧系统阻抗的影响。制约了单端测距的发展。随着通道的发展，能够较为容易的获得对侧的电压电流，因此双端测距方法逐渐发展起来。2.1.3 智能化测距法近年来，将智能理论引入故障测距的算法研究越来越多，其中神经网络和模糊理论居多。各种智能技术之间的交叉结合，如模糊专家系统，模糊网络神经，神经网络专家系统等相继提出，但大多数还处于研究阶段，还有待于各种智能技术的发展和成熟，相关科学成果如小波变换、遗传算法、卡尔曼滤波技术、模式识别技术、概率与统计决策方法等也被引入到故障测距中。2.2故障测距的基本要求在不同场合，对故障测距的要求也不尽相同。但是要满足现场应用的需要

17、，对算法有以下几点基本要求：（1）可靠性 要求在故障发生后能可靠地进行测距，无论何种故障类型和故障条件，不能因为测距方法内在缺陷出现测距结果的发散情况。而在无故障情况下，不能错误地启动故障测距。（2）准确性 保护装置中，为了满足继电保护的技术要求，除了测距的精度外，更注重的则是如何快速地得到这一结。而在继电保护信息管理系统中，由于是离线（或准在线）系统，对于时间无严格要求，所以更注意的是测距精度，没有足够的准确性就意味着测距失败。（3）实用性 要求故障测距算法不受故障类型、系统运行方式、过渡电阻及其故障距离等的影响，在各种情况下均能获得较高的精度。在实际使用中，能减少人的工作量，方便易用。（4

18、）经济性易于实现，且转化成装置时对元件、材料等要求适当，成本低，生产的测距装置物美价廉，运行维护费用低，能够推广使用。 2.3输电线路故障测距研究的现状迄今为止，国内外已有大量探讨输电线路故障测距的文章发表，有些测距装置已投入现场运行。而且随着通信技术和数字计算机的发展，故障测距已经能够方便的获得对侧的信息并且测量装置的硬件计算处理能力大大增强，能够满足复杂的运算。2.4行波法存在的问题 众观现有的行波故障定位法，尚有几个问题有待解决： (1) 线路两端非线性原件的动态延时电流互感器是提取电流行波的耦合元件，其二次侧的时间常数按试验数据估计一般约为百微秒12，但要受铁芯饱和及剩磁影响，这将使电

19、流互感器的动态时延具有较大的分散性；行波起动元件也有分散延时，在新型B型故障定位算法中，1微秒的时间误差所对应的最大定位误差约300米，而这种由耦合和启动等非线性元件引起的分散性动态时延对行波法定位精度的影响，在现在的文献中还几乎没有定量考虑。(2) 波速的影响在行波故障定位方法中波速是主要的影响因素，而其计算取决于大地电阻率和架空线的配置。高压线路线的地质条件相当复杂，不同的地质段的土壤电阻率有不同取值，且与气候密切相关。而现在的行波故障定位法是建立在假设行波在输电线路上固定的传播波速13。第三章 论文研究的主要内容 对于电力系统输电线路的故障测距研究，至今还要一些尚未很好解决的问题。本文的

20、研究工作正是围绕着这些问题展开。主要的内容和安排如下： (1)在查阅大量参考文献的基础上，总结了目前国内外输电线路故障测距的基本方法和原理，并对各种测距方法的应用情况和优缺点进行了分析比较;对输电线路的波过程基本理论和行波测距的基本原理进行了较详细的阐述。(2)分析行波发法单端和双端测距的基本原理，分别分析影响单端测距和双端测距的因素。(3)在信号采集中，本文首先对信号进行变换，其次进行滤波和放大，最后通过比较器进行比较，这样可以消除外界因素的干扰及装置误启动现象，提高了装置测距的可靠性。(4)对以往各种高速采集电路的工作原理和性能特点进行了分析，并结合当前微电子技术，提出了一种CPLD现场可

21、编程器件等技术，设计出了高速数据采集电路，实现了多次连续、无死区记录超高速暂态数据采集系统，克服“漏记故障”现象，提高基于暂态信号的电力系统监视、控制、保护装置的可靠性。(5)通过试验验证了该实验装置的可行性和采集结果的可信性。其用于输电线路故障测距，成功捕捉到了现场的实际故障波形，进一步证明系统的开发是成功的。3.1行波的基本概念 在传输线间加上电压并有电流流过时，在传输线及其周围空间建立了电场和磁场。如果激励电压随时间变化，则上述电场和磁场也将随时间变化。时变电磁场的普遍规律决定了传输线上的电压和电流随时间和空间而变化的规律。因此，可以说传输线上的电流电压的变化规律，就是电磁场在空间变化的

22、体现。电磁场是以波的形式向周围传播的，所以电流电压也是以波的形式在传输线上传播的。当在电力系统没有故障的时候，电流电压的波形是50赫兹的正/余弦波。当电力系统发生故障时，电压电流波形将发生畸变，在这些畸变的电流电压行波中，包含着丰富的系统故障信息。若能成功提取并分析这些故障信息，这对维护系统的稳定和安全将十分有利。 当输电线路发生故障时，由于输电线具有分布电容和电感的存在，所以故障电压会以电场的形式以一定速度向线路两端运动，即形成电压波。同时又会有与电压相对应的电流流过，并形成磁场，这个运动的电流就是电流波。图2.1 单导线等值电路 现在以单导线等值电路为例，在具有分布参数输电线路中，若假设每

23、单位长度导线的电感及电阻为L及r，每单位长度导线的对地电容及电导为c及g，则线路的等值电路如图 (2.1)所示。由等值电路图可描述出行波的数学表达式，得如式(2.1)所示的如下方程：式（2.1） 式（2.1）式中：x为测量点的位置坐标；t为观察时的时刻；L、r、C、g为等值线路中的参数；u、i为故障分量电压与电流。 严格地说，输电线的L、x、c、g都是频率的函数。但一般输电线的对地电导g较小，而以地为回路的线路电阻:要引起波形的衰减和变形，其影响将随波的传播距离而增加，为了分析方便，假设L、r、C、g均为常数，且r=0，g=0。此时线路为无损，本文仅论及无损线路的行波过程。这样对单相无损的分布

24、参数线路的波动方程可简写为： 式（2.2）对式（2.2）进行拉式变换求解，可得： 式（2.3）式中， 称为波阻抗；为电压和电流行波沿输电线路传播的速度，称为波速。u+，u-分别表示正向行波电压和反向行波电压；i+i-分别表示正向电流和反向行波电流。 由上述方程组可以得出无损单导线中波过程的一些基本规律。其为：导线上任何一点的电压或电流，等于通过该点的正向行波和反向行波电压或电流之和；正向行波电压与正向行波电流之比等于正向波阻抗Zc；反向行波电压与反向行波电流之比等于反向波阻抗。 但是均匀传输线的波阻抗与电路中阻抗的概念不同。因其具有阻抗的量纲，称为均匀输电线路的波阻抗，单位为欧姆，其值取决于单

25、位长度线路的电感L。和对地电容c。，波阻抗与线路长度无关。在真空中，波速为300，000Km/s，对电缆来说，因其单位长度对地电容较大，故电缆中的波速一般约为1/22/3光速。 式（2.4）式中，C为常数。当时间由，变到时，电压值不变，就必须满足， 再微分可得： 式（2.5）由前可知，正向电压行波，与正向电流行波，同极性;反向电压行波。与反向电流行波极性相反。 线路上的正向行波和反向行波，并非在任何时刻和任何情况下都同时存在。有时可能只有正向行波，例如直流电势合闸于线路，将有一与电源电压相同方向的正向电压行波，自电源侧向线路末端运动。在正向电压行波到达线路末端之前，线路上只有正向行波，没有反向

26、行波。需要强调的是，当线路上某点的正向行波与反向行波同时存在时，则该点的电压与电流之比并不等于波阻抗，即 式（2.6）从电磁场的角度来说明行波在无损线路上的运动。当行波在无损导线上传播时，在行波到达处的导线周围空间建立了电场和磁场，电场强度和磁场强度向量互相垂直并且完全处于垂直于导线轴的平面内，成为平面电磁场。因此，行波沿无损导线的传播过程就是平面电磁场的传播过程。3.2 行波源在电力系统发生接地故障的瞬间，故障点的电压为零。根据迭加原理，故障点电压可视为故障前的瞬间电压稳态和与其反相的同幅值故障暂态电压的迭加。因此，故障后的电力系统可以分成两部分，一部分是正常运行的系统网络；另部分是故障附加

27、状态网络。正常运行的系统网络就是故障前正常运行的网络，故障附加状态网络只在故障后发生出现，作用在该网络中的电源就是与故障前该点电压数值相等但方向相反的等效电压源(设为E(t)。该电源称为行波源，在该电源的作用下，故障附加网络将只包含故障分量的电压和电流。因此分析故障后系统的暂态行波，就是分析故障后电力系统的故障附加状态网络中的行波。第四章 行波的发射和折射4.1反射波和折射波产生的原因 输电线路发生故障时，故障产生的电压和电流行波在故障点及母线之间来回反射，大多还将发生折射。输电线上各点电流电压波形是反射和折射叠加的结果。 如架空输电线路为无限长均匀输电线，电压行波u和电流行波i之间的关系由波

28、阻抗Z决定。此时，电磁波在传播过程中向周围介质散发功率，对波源的电源而言，无限长均匀输电线可以用一等值电阻R=Z来表示。若将输电线路看作是一个均匀的分布参数元件，行波在沿线路传播时，所遇到的波阻抗是不变的。但是当行波传播到线路与其它电力设备的连接点时，电路参数会发生突变，波阻抗也随之发生突变，电压和电流行波在线路上建立起来的传播关系也就被破坏。这时会有一部分行波返回到原输电线路上，另一部分则通过连接点传至其它电路环节中，这种现象称为行波的反射和折射现象。由线路传向连接点的行波称为入射波，由连接点返回到原线路上的行波称为反射波，而传播到其它电路设备上的行波称为折射波。并且这些行波在连接点处都满足

29、基尔霍夫定律。4.2反射波和折射波的计算输电线路上的行波沿线传播时，若通过具有不同波阻抗的两条线路连接点时，即遇到线路参数或波阻抗不连续时，必然发生电压与电流的变化，即发生行波的反射和折射现象，如图 (2.2)所示。 r z 1 2 f 图2.2行波的反射和折射现象 当电压正向行波；沿线路1传播时，为了保持单位长度导线的电场和磁场能相等的规律，在线路1和线路2参数不相等的情况下，必然发生电压与电流的变化，即发生行波的反射和折射现象。如图(2.2)所示，电压波沿输电线1入射，在到达点F之前，输电线上只存在正向前行电压波;和与之相对应的电流波前行波，在到达点F后发生反射和折射，产生了沿输电线1反行

30、的电压波、电流波以及沿输电线2前行的电压波和电流波。由于点F处电压和电流的连续性，且满足基尔霍夫电压电流定律。则可列以下表达式： 式（2.7）在由电压波和对应的电流波之间的关系可列以下表达式： 式（2.8） 由式（2.7）和式（2.8）可得F点出折射电压和电流和反射电压和电流与入射电压和电流之间的关系，其如以下表达式所示： 式（2.9） 式（2.10） 式（2.11） 式（2.12）式中， 称为电压反射系数； 称为电流反射系数； 称为电压折射系数； 称为电流折射系数。 根据彼德逊法则，还可求出具有波阻抗的线路和一个集中等值电路相连时，接点处的电压和电流。此时，反射和透射系数可用LAPLACE函

31、数表示为如下形式(以电压行波为例)： 式（2.13） 式（2.14） 式中，为不连续点，除线路1之外所以元件的等值阻抗。4.3行波反射和折射的特点 通过对反射波与折射波计算公式的推导，可总结出反射波与折射波由以下几个特点： （1）当无限长均匀输电线路末端短路(即)时18，按上式计算可得： 由此可得入射电压波在短路点发生了负的全反射，反射电流与入射电流相等但从而使线路末端折射电压降为0，折射电流上升为入射电流的2倍。结合波过程的物理概念可知，此时线路末端的电场能量全部转化为磁场能量。（2）当无限长均匀输电线路末端开路(即)时，同样根据上式分别计算可得： 由此可得入射电压波在线路末端发生了正的全反

32、射，使得入射电压等于反射电压，同时电流波发生了负的全反射，即入射电流等于负的反射电流。但从而使得线路末端的折射电压上升为入射电压的2倍，电流降为0，此时线路末端磁场能量全部转化为电场能量。 （3）由上述两点分析可知，当入射波通过电感(如限制短路电流的电抗线圈或载波通讯使用的高频扼流线圈等)或通过电容(如载波通讯使用的藕合电容器等)时，电感和电容均会使折射波的波头降低(我看可以从物理的角度上解释其原因为：当入射波经过电感的第一个瞬间，电感中的电流不能突变，相当于开路，即此时电流波发生了负的全反射。此时，折射电流波、电压波均为零，随后缓慢上升;同理，入射波经过电容的第一个瞬间，由于电容上的电压不能

33、突变，相当于短路，即，电压波发生了负的全反射。此时，折射电流波和电压波也均为零，随后缓慢上升，从而使折射波的波头降低。 （4）对于双电源的输电线路，线路中间某一点F发生接地故障时，由上述分析可知，故障点将同时产生向线路两端传播的同极性的电压反射波，此反射波的极性与故障前点F的电压极性相反。而从能量转换的角度看，故障点出现了电场能量向磁场能量的转化，从而使故障处的电流上升，并逐步向线路两端发展。通常情况下，由于故障点存在过渡电阻，由上述的分析可知，在线路的两个端点测量得到的电流或电压随时间变化的波形中包含了复杂的波的折射和反射过程。4.3.1 波的衰弱和变形图2.3均匀有损输电线分布参数等效电路

34、 如前所述，前面己讨论过无损输电线的波动过程的规律2。但是由于实际输电线路并非均匀无损传输线，因此当行波沿着实际线路传播时会由于输电线电阻、大地电阻、输电线对地电导，以及电晕等损耗而发生衰减和变形。由前述的行波的物理概念可知，波在波阻抗均匀的无损输电线路中传播时，电压波和电流波之间的关系由波阻抗决定，输电线路上单位长度介质空间获得的电场能量和磁场能量相等，而波在经过两种不同的波阻抗介质交界处时，由于发生了磁场能量和电场能量的相互转化而形成了波的折射和反射。下面从能量转化的角度来分析电压波和电流波的衰减规律。如图(2.3)所示。假设幅值为U的电压波沿均匀有损输电线传播时，由物理知识可知单位长度输电线周围空间电场能量为，输电线在单位长度对地电导上消耗的电能为，于是，由于电场能量的损耗而引起的电压波衰减规律以如下式所示的指数衰减变化： 式（2.15