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远距离高压输电也需要实现阻抗匹配吗?

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发布时间: 2016-2-18 13:44

正文摘要:

当电信号传输的距离L大于波长λ的1/20时,也即是输电距离大于300公里的时候就要当做传输线来距离,这个时候要考虑阻抗匹配、反射等等问题。, B) E/ v7 @) ~ 传统的输电距离在300公里以内的自然没有什么问题。今天看 ...

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oak 发表于 2016-12-20 16:18
cousins 发表于 2016-2-29 16:07
; {3 `. X" }9 Y- H/ P" f我说了学科有局限性。可没说电磁场理论不能适用。电磁场也分场类型,要加不同的边界条件。& S) N7 [6 R, d

% a: b3 z# L$ C/ v( o! B  n0 K5 P传输线理论基 ...
' W9 n* f; e( m( r: l/ b0 n6 o$ t7 u
其实楼主说的已经是属于高频的范畴了,300KM,相对于波长来讲已经属于传输线了,不过实际电力传输过程中不会一次使用这么长的距离,会使用中继分段传输来避免传输线效应。, q$ l- Y* b3 U7 \4 E! ]' p
还有就是交流电对波形要求很高,同样不允许出现信号变形,否则会影响有效电压和功率传输。
) l' B0 H" S2 Y6 X9 E  }1 I; K! M; H. _: _
mosman 发表于 2016-12-9 15:22
tanghao113 发表于 2016-3-14 14:37
( _- S/ Y2 N7 f4 o帮楼主查了下相关数据:/ v) [, t; u$ d5 ~( z
各级电压架空输电线路的输送容量与输电距离是多少? 答:电力线路在综合考虑技 ...

$ h# Y0 O5 H2 c3 d" M! f8 Q谢谢,有用的表格,收藏先。
tanghao113 发表于 2016-3-14 14:37
   帮楼主查了下相关数据:& b/ G2 p, s" B% o& C$ G$ d
各级电压架空输电线路的输送容量与输电距离是多少? 答:电力线路在综合考虑技术、经济等各项因素后所确定的最大输送功率,称为该线路的输送容量。电力线路的额定电压,与其输送距离、输送功率有关。电压越高,输送功率越大,输送距离也越长,其三者的关系见表5-1+ o* a- I0 I' G
; q! }- r! }8 f3 j0 v: W

9 j" U7 P; u( i/ X# Q7 j5-1    额定电压、输送容量和输送距离的关系
# K( G. w% ^) K8 t( l/ X
    额定电压(kV)
    输送容量(MW)
    输送距离(km)
    0.4
    0.1以下
    0.6
    10
    0.2~2.0
    6~20
    35
    2~10
    20~50
    110
    10~50
    50~1 00
    220
    100~500
    100~300
    500
    1000~1500
    250~800
$ R  V- ~3 r7 u! ?3 |

# d/ s% _- `) m7 @* F

点评

谢谢,有用的表格,收藏先。  详情 回复 发表于 2016-12-9 15:22
cousins 发表于 2016-2-29 16:07
我说了学科有局限性。可没说电磁场理论不能适用。电磁场也分场类型,要加不同的边界条件。
# n0 O; r; o* \; e
* g$ ]7 x' x% Q/ E% t# u传输线理论基于的是时变场,传输线本身的V和I都是基于时变参数,用于准静态场本身就属于跨领域了。你可以用来分析,但是不能简单的套用。像前面简单的用物理结构计算传输线阻抗,用反射理论分析V+,V-,都已经忽略了时变条件,也忽略了频带条件,当然会得出一个不合理的结果。+ k) E. r! m" `, \
7 O7 K/ X7 m; w: u
同意你的不同学科忽略其他影响观点。同时还是想说,不同学科,有不同限制,不能用DC的理论去做AC,也不能用低频的方式去分析高频,更不要简单套用高频的方式来分析低频。
' Y& S3 h' {2 {- Z+ G+ m4 s8 P

点评

oak
其实楼主说的已经是属于高频的范畴了,300KM,相对于波长来讲已经属于传输线了,不过实际电力传输过程中不会一次使用这么长的距离,会使用中继分段传输来避免传输线效应。 还有就是交流电对波形要求很高,同样不允  详情 回复 发表于 2016-12-20 16:18
雪窖冰天 发表于 2016-2-29 15:47
反射也好,串扰也好,输电线也符合电场磁场理论肯定也是适用的,不过负载阻抗是随时变化的,从源端看到的阻抗也就是变化的,
. f+ R; `6 E' ]  |; e2 X' _不过在电力系统中传输线影响的是无功功率,发电厂是通过调节无工功率来匹配阻抗,这是传递功率的一部分。所以再负载端频率始终不会变化。当然电力系统中干扰也是存在的,主要是电机等感性负载带来的。其实分析电路的时候将信号源、传输线、负载一起作为一个整体分析就清晰了。楼上说的分为音频、射频、高速数字学科,有不同理论,其实就是将主要影响的部分提取出来重点分析,其他影响进行简化或者忽略,比如电力系统中负载阻抗影响远远大于传输线,所以忽略掉了传输线或者加入一个固定的补偿值。
mosman 发表于 2016-2-19 10:45
cousins 发表于 2016-2-19 10:25
/ Q0 E& W" t6 X$ }好。我们先假设你的理论是正确的。/ ~( F  O2 x6 t+ f% o) H0 ?* y
那么我有几个问题请你先考虑下:

, i) S5 L, F( f1 k, H1 W谢谢版主的回复,虽然我现在还不是很理解你说的,但是我会认真求证。如果其他坛友看到有不同的见解希望不吝赐教啊!!!
1 ^1 z6 c7 c5 I
cousins 发表于 2016-2-19 10:45
再补充两个问题:" c* S% A* P: e  B& o, R
假设d=1m,a=0.005m
0 t/ h2 s' J" m# n5 a9 p
' n6 R/ L! b: a+ I, e2 i: ^我们肉眼也能判断高压线的直径不止1cm吧,至于火零线的间距也到不了1m吧。恐怕你的600欧也不对了。
( S2 E  b: o7 C& X7 b
: o( A8 R$ n6 |& c我想再次强调:1 \% R% Q- G& h4 R& d0 b7 S3 F2 R" D6 W
传输线特征阻抗到底应该应用于什么条件下。特征阻抗和瞬态阻抗的区别是什么?) k0 o+ Z( k% Y( Q5 s' a% g
我们所说的传输线阻抗通常是指瞬态阻抗,其和特征阻抗相等时是基于什么条件。
6 K8 C6 |5 h, X1 ?% Y/ V1 X
6 u0 n2 h9 P/ Z0 ?' v+ l& p0 ^" m5 _( K9 ]7 e+ o# e

4 q. v2 t0 F& t( z% N1 Z- w% ^9 E3 {5 N9 \6 d( W( q1 d; b

点评

具体数值我不太清楚,查了一下d和输电的电压大小有关,a与功率有关。 假设是500kv的高压输电,d=8m,a=?? cm(为了减小阻抗,有些是用多股分裂线,等效增加了导线直径,从而增加了单位长度的电容,减小了单位长度  详情 回复 发表于 2016-2-19 11:21
cousins 发表于 2016-2-19 10:25
mosman 发表于 2016-2-19 10:00
! n& P8 H0 a0 W) R8 _我觉得信号和电源不分家。电源的传播产生了信号,信号可以由电源的能量传播来表示。

$ J& K! A: N7 \好。我们先假设你的理论是正确的。
5 A' k$ L* I8 B& O5 g- t那么我有几个问题请你先考虑下:
9 G4 }" M, f/ B% Z9 K/ ~/ X# J0 B; R5 I$ W9 K$ A
1.你能告诉我你计算的这个公式是基于什么场吗?
" q  A% @* ], o! r9 U2 u4 k% J1 g2.静态场还是时变场?这两种场最根本的区别是什么?
( `; v# g2 B2 R" e* D& S  B3.50Hz/60Hz正弦波/余弦波是什么场?
3 q9 h3 ?, Y- k3 k/ Q4.信号和电源不分家,那么你告诉我,为什么要分数字和模拟?为什么仪器测试电源和测试信号要用不同的探头?  W6 L, o* m6 R; P. C/ U8 t
5.为什么要做振荡电路来把低频电源转换成信号?信号为什么不用大功率?
2 w. e) A( c+ B# s$ e8 P6.此推导过程来源应该是射频/微波的教程材料。射频和微波频谱范围麻烦一起来回顾下。50Hz/60Hz是处于什么频谱呢?  ]$ K+ q* W5 t6 A' H9 {3 ^; r
7.空气的特征阻抗才377欧,我们首先假设你的600欧是对的,你觉得能用什么介质和导体能搭出600多欧特征阻抗的传输线?我们用什么仪器能测出600欧的阻抗?" k+ a" m2 u; @  U
8.既然是600欧传输线,请给个推导,咱们的高压传输上百万功率如何解决热耗问题?
0 c; _2 Q9 s: [& ]2 {4 q- ?6 g, B& }3 ]' B6 B! B

( ]8 c# T( I2 c( f5 c. \3 E7 O. M8 n你很认真的在纠结一个跨领域的问题。至少,你应该先知道为什么要用高压传输吧,还有公式推导都有哪些限定条件的,不要把条件偷换掉了。7 r# c) N' P, @# F

' g6 H! F2 f5 N% B$ T- W4 z& u* G3 K7 y
. H. P) V( P% [  M! {* h& H0 B

% o. x7 T" L% w9 f+ c7 R+ Z
- g6 {* [9 Q5 q% w  X/ ^' I6 c' c( v- Q. F. ?8 p4 U* q! v

点评

谢谢版主的回复,虽然我现在还不是很理解你说的,但是我会认真求证。如果其他坛友看到有不同的见解希望不吝赐教啊!!!  详情 回复 发表于 2016-2-19 10:45
mosman 发表于 2016-2-19 10:00
cousins 发表于 2016-2-18 21:45
0 f: O6 W2 g9 [4 H7 m$ u再次补充:电源是电源,信号是信号。
3 n5 m3 B7 L+ T) \$ K你用电磁波传输的概念去偷换低频电流传输的概念本身就是错误,我陪你 ...
3 s/ s3 Q, v' ~# f' p0 ~
我觉得信号和电源不分家。电源的传播产生了信号,信号可以由电源的能量传播来表示。/ g5 |7 F5 c8 \2 \8 v2 o3 w

点评

好。我们先假设你的理论是正确的。 那么我有几个问题请你先考虑下: 1.你能告诉我你计算的这个公式是基于什么场吗? 2.静态场还是时变场?这两种场最根本的区别是什么? 3.50Hz/60Hz正弦波/余弦波是什么场?  详情 回复 发表于 2016-2-19 10:25
cousins 发表于 2016-2-18 21:45
本帖最后由 cousins 于 2016-2-19 08:43 编辑
9 W1 ]* ], \: z% c0 a8 d* N. K
  A: h  {4 A0 p3 {再次补充:电源是电源,信号是信号。
! C0 c" X3 c9 M4 Y2 p& |你用电磁波传输的概念去偷换低频电流传输的概念本身就是错误,我陪你以信号的方式去分析电源只是想告诉你,即使你以信号的方式分析也是不需要考虑匹配。0 ?( K/ w5 W3 I. Q$ i: h
电磁波传输是以传输线的方式,而低频电流传输是以电子流动方向的方式。/ Y+ x  x! N7 w/ G# s. r6 z

4 a% [6 x% b% H! Y那么多前人都将高频低频分开来了,音频、射频、高速数字、学科都有不同理论,请先想想为什么会这样区分,不要生搬硬套。  g+ h- O  U4 O( S

点评

我觉得信号和电源不分家。电源的传播产生了信号,信号可以由电源的能量传播来表示。  详情 回复 发表于 2016-2-19 10:00
cousins 发表于 2016-2-18 21:22
mosman 发表于 2016-2-18 15:37
  h# o5 K$ d, U% ?高压输电不需要判断逻辑,但是如果存在能量反射也会带来一些问题,比如反射造成的电压尖峰超过绝缘等级造 ...
  T& ^0 F5 g; C! o; {3 f/ ]6 N
600欧你是怎么算的?Z=V/I,V达到上千V,电流直接从火线耦合到零线几乎为0,怎么能得出传输线的阻抗为600欧????. t* [& x" B; T+ K2 P1 F3 Q" h
- x# C! `6 n! U+ N3 j* ?
' ]# X2 H- y$ l% `5 B+ ?9 |
击穿的问题,你忽略了一个非常重要的东西就是变压器和储能电容。何况这里不存在你所担心的发射。
; k9 i& R4 F' k/ [- W
" a% H* G0 P8 h, z/ [; _- @8 b. b
6 ?$ u3 A$ t) u* t8 I+ ^3 F( r3 p6 c9 z7 `

3 u! M7 c# \0 ^- q
, `0 o; |0 y- Q& @3 h" r! t5 K9 R2 C% D1 H9 ?8 S+ y0 [
& X( A6 O/ C" {5 J: y
mosman 发表于 2016-2-18 15:37
cousins 发表于 2016-2-18 14:54; A6 V9 w5 L: |: z
首先,信号考虑反射是主要针对低功率逻辑判断来说的,市电高功率传输的电源功率需要判断什么逻辑?什么逻辑 ...

0 ~6 f$ ]9 }' ^' t. E7 B高压输电不需要判断逻辑,但是如果存在能量反射也会带来一些问题,比如反射造成的电压尖峰超过绝缘等级造成电气击穿。阻抗不会无穷大吧?我估算下来600欧姆左右。% m6 D* H& G' }6 f) I

点评

600欧你是怎么算的?Z=V/I,V达到上千V,电流直接从火线耦合到零线几乎为0,怎么能得出传输线的阻抗为600欧???? 击穿的问题,你忽略了一个非常重要的东西就是变压器和储能电容。何况这里不存在你所担心的发  详情 回复 发表于 2016-2-18 21:22
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