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欢迎各位同学选修电子暂态分析课程

我是清华大学电机系的何金良

今天我们讲第一讲

电子暂态分析的简介

电力系统是一个实时动态的变化的系统

包括了小时、天为单位的负荷变化

ms级的开关操作暂态

us级的雷电暂态

以及ns的特快速暂态

电力系统的过程可以分为两部分

左边是电磁暂态

它是电感的磁场和电容的

电场之间的交互作用

右边是机电暂态

储存在旋转电机中的机械能

和储存在电网络中的电能之间的交互作用

而中间部分为机电暂态

和电磁暂态共同作用的区域

电磁暂态分析的应用很广

对于电力系统

可以分析工频、操作、雷击等过电压

确定电气设备绝缘强度和避雷器配置

也可以分析电力系统次同步谐振

和铁磁谐振

对于直流系统、电力电子系统

可以分析考虑控制系统后

分析对它的电磁暂态特性的影响

当然也可以分析电子

及微电子系统的电磁暂态特性

另外也可以分析变电所二次系统的电磁干扰

也可以采用电磁暂态分析来实现

输电线路的故障定位及行波保护

同时也可以提取不同故障的指纹特征

实现故障识别

为智能电网提供关键技术

电磁暂态研究的发展

经历了从经验公式、经验方法、经验数据

到精确计算的过程

在1939年出现了TNA模拟器

也就是暂态网络分析仪

通过搭建缩尺模型来进行过电压的计算

同时也能够考虑控制系统

但是这个系统的费用比较高

1969加拿大UBC Dommel教授

提出了电磁暂态数值技术

开发了EMTP这个电磁暂态计算程序

在1990年代出现了PSCAD/EMTDC的Unix版本

在1998年出现了Windows版本

在其后也出现PSCAD/RTDS 这样一个系统

它可以构建虚拟电网与实际的控制系统相联

考虑控制特性后的电网络暂态的计算

同时用户也可以建立嵌入式模型

所以在北美走的是一种商业的路线

欧洲走的是一个免费的版本

欧洲开发出了ATP这样一个程序

另外Matlab也有一个

Power System Blockset模块

也可以进行电磁暂态的数值计算

电磁暂态源的传播包括了两方面

一是以电磁场的形式传播

包括远场区的辐射耦合产生的辐射电磁暂态

以及近场区的电容

和电感耦合形成传导电磁暂态

二是通过传导耦合产生传导电磁暂态

最终都产生暂态电压和暂态电流

作用在被干扰的系统上

电磁暂态分析的理论基础是

波传导和电磁辐射

它是电磁暂态传播的两种基本形式

任何形式的电磁暂态传播

都可以归纳为这两种机理

它涉及的理论包括电磁暂态波传播的波过程

动态电磁场基本理论以及电磁辐射理论

这是整个电磁暂态分析课程的体系

在基础理论方面

我们要讲授波过程理论以及场线耦合理论

场线耦合搭建了

从辐射电磁暂态到传导电磁暂态之间的桥梁

另外在专业基础知识方面

我们要讲述

Begeron特征线法 平行多导线的模变换

开关及非线性电阻

电缆传输线的频域分析方法

在专业知识方面

我们要讲的是

变压器、互感器、电机模型 电力电子器件

及设备和控制模型

在提高知识方面

我们要讲述时域Chebyshev分析法

时域有限差分法

以及暂态信号的小波变换及应用

还有智能算法

这就构成了本课程的一个全面的知识体系

这门课程的讲义是

时频电磁暂态分析、理论与方法

由清华大学出版社出版

另外还有一本英文书籍

大家根据需求继续阅读

以上就是本讲内容

谢谢各位同学