Conexiune paralelă. Activ, reactiv și conductiv. Inginerie electrică. manual metodologic Conductivitate reactivă totală

Conductivitatea reactivă se datorează prezenței capacității între faze și între faze și masă, deoarece orice pereche de fire poate fi considerată un condensator.

Pentru liniile electrice aeriene, valoarea conductivității reactive liniare este calculată folosind formulele:

7,58 ×10 - 6 b 0 р lg D avg .

R pr eq

Decolteul crește b 0 la 21¸33%.

Pentru CLEP, valoarea conductivității liniare este adesea calculată folosind formularul

b 0 =w× C 0 .

Dimensiunea capacității C 0 este dat în literatura de referință pentru diferite mărci de cablu.

Conductivitatea reactivă a unei secțiuni de rețea este calculată folosind formula:

B = b 0 × l.

Liniile electrice aeriene au o semnificație b 0 este semnificativ mai mic decât cel al liniilor electrice prin cablu,

putin pentru ca D Miercuri linii electrice aeriene >> D cf CLEP.

Sub influența tensiunii, un curent capacitiv circulă în conductivități (curent de polarizare sau curent de încărcare):

eu c = ÎN× U f.

Mărimea acestui curent determină pierderea puterii reactive în conductivitate reactivă sau puterea de încărcare a liniei de alimentare:

D Q c=Q taxa = 3 × U × IC= B × U 2 .

În rețelele regionale, curenții de încărcare sunt comparabili cu curenții de funcționare. La U nom = 110 kV, valoare Q c este aproximativ 10% din puterea activă transmisă,

la U nom = 220 kV – Q cu ≈ 30% R. Prin urmare, trebuie luat în considerare în calcule. Într-o rețea cu o tensiune nominală de până la 35 kV Q c poate fi neglijat.

Circuitul echivalent al liniei de alimentare

Deci, liniile electrice sunt caracterizate de rezistență activă R l, jet con-

inversarea liniei X l, conductivitate activă G l, conductivitate reactivă ÎN k. În calcule, liniile electrice pot fi reprezentate prin circuite simetrice în formă de P și T (Fig. 4.6).

R	X	R/2 X/2	X/2
R/2
B/2	G/2	B/2
	G	B
G/2

Figura 4.6 – Circuite echivalente pentru liniile electrice: a) în formă de U; b) în formă de T

Schema în formă de U este folosită mai des.

În funcție de clasa de tensiune, anumiți parametri ai circuitului echivalent complet pot fi neglijați (vezi Fig. 4.7):

· Linii electrice aeriene cu tensiune de până la 110 kV (D R miez » 0);

· Linii electrice aeriene cu tensiune de până la 35 kV (D R miez » 0, D Q c » 0);

Tensiune CLEP 35 kV (reactanta » 0)

· CLEP cu o tensiune de 20 kV (reactanta » 0, pierderi dielectrice » 0);

· CLEP cu tensiune de până la 10 kV (reactanță » 0, pierderi dielectrice » 0, D Q c » 0).

	X	R		X	R
	B/2	B/2
	O)				b)
	R
				R	R
G/2	B/2	B/2	B/2	B/2
G/2
	V)			G)	d)

Figura 4.7 – Circuite echivalente ale liniilor de transport de energie simplificate:

a) liniile electrice aeriene la U nominal până la 110 kV;

b) linii electrice aeriene la U nominal până la 35 kV; c) CLEP la U nominal 35 kV;

d) CLEP la U nominal 20 kV; d) CLEP la U nominal 6-10 kV;

Prelegerea nr. 5

Parametrii circuitului echivalent al transformatorului

13. Informații generale.

14. Transformator cu două înfăşurări.

15. Transformator cu trei înfăşurări.

16. Transformator cu două înfășurări cu o înfășurare divizată de joasă tensiune.

17. Autotransformator.

Informații generale

La centralele și substațiile electrice sunt instalate transformatoare și autotransformatoare de putere trifazate și monofazate, cu două și trei înfășurări și transformatoare de putere monofazate și trifazate cu o înfășurare de joasă tensiune divizată.

Abrevierea transformatorului conține următoarele informații secvenţial (de la stânga la dreapta):

· tipul dispozitivului ( O– autotransformator, fără denumire – transformator);

numărul de faze ( DESPRE- monofazat, T– trifazat);

· prezența unei înfășurări de joasă tensiune split – R;

· sistem de racire ( M– circulația naturală a uleiului și a aerului, D– circulație forțată a aerului și circulație naturală a uleiului, MC– circulație naturală a aerului și circulație forțată a uleiului, DC– circulația forțată a aerului și uleiului etc.);

· numărul de înfășurări (fără desemnare - două înfășurări, T– trei înfășurări-precise);

· prezența unui dispozitiv de reglare a tensiunii sub sarcină (OLTC);

· execuție ( Z– protectoare, G- rezistent la fulgere, U- îmbunătățit, L

– cu izolație turnată);

· domeniu specific de aplicare ( CU– pentru sistemele auxiliare ale centralelor electrice, ŞI– pentru electrificare căi ferate);

· puterea nominală în kVA∙A,

· clasa de tensiune a înfăşurării (tensiunea de reţea la care este conectat transformatorul) în kV.

Transformator cu înfășurare dublă

Pe scheme electrice un transformator cu două înfăşurări este reprezentat după cum urmează (Fig. 5.1):

					Înfășurările indică schemele de circuit
				VN	conectarea înfășurărilor (stea, stea cu puț-
					lem, triunghi) și modul de funcționare
					traul:
					· stea – cu un neutru izolat
				NN	turnam;
				· stea cu zero – există o conexiune
					neutru față de masă.
Figura 5.1 – Imagine condiționată	În conformitate cu sistemul adoptat
	cu două înfăşurări	notația mea este abrevierea trans-
	transformator.
	decodare formator TDN-10000/110/10
					se transformă: transformator trifazat

ny, cu două înfăşurări cu circulaţie forţată a aerului şi circulatie naturala sistem de reglare a tensiunii de ulei și sarcină. Puterea nominală – 10000 kV∙A, clasa de tensiune a înfășurării de înaltă tensiune

– 110 kV, joasă tensiune – 10 kV.

În calculele practice, un transformator cu două înfăşurări este cel mai adesea reprezentat de un circuit echivalent în formă de L (Fig. 5.2).

U 1	R T	X T	U 2 *
ÎN T	G T

Figura 5.2 – Circuit echivalent în formă de L al unui transformator cu două înfăşurări

X t = Xîn + X n*.

Rezistența activă și reactivă a transformatorului (ramificație longitudinală) este suma rezistenței active și reactive a înfășurării de înaltă tensiune și a înfășurării de joasă tensiune redusă la aceasta:

R t = Rîn + R n*;

Ramura transversală a circuitului echivalent este reprezentată de cel activ G t și reactiv ÎN t conductivitate Conductibilitatea este de obicei conectată din partea înfășurării primare: pentru transformatoarele de creștere - din partea înfășurării de joasă tensiune, pentru transformatoarele de jos - din partea înfășurării de înaltă tensiune.

Într-un astfel de circuit echivalent nu există transformare, adică nu există un transformator ideal. Prin urmare, în calcule tensiunea secundară U 2 * se dovedește a fi redus la tensiunea înfășurării primare.

Conductivitatea activă este cauzată de pierderile de putere activă în oțelul transformatorului din cauza inversării magnetizării și a curenților turbionari, conductivității reactive.

– putere de magnetizare. În calculele modurilor de rețea electrică, conductivitățile sunt înlocuite cu o sarcină egală cu pierderile fără sarcină.

Parametrii circuitului echivalent al transformatorului sunt determinați din două experimente

– ralanti și scurtcircuit. În experimente, sunt determinate următoarele valori, care sunt indicate în datele pașaportului transformatorului:

pierdere de putere activă în modul inactiv D P x în kW;

pierderea de putere activă în modul de scurtcircuit D P k în kW;

· tensiune de scurtcircuit U k, în %;

curent fără sarcină eu x, în %.

Valorile rezistenței active și reactive sunt găsite din experiența în scurtcircuit (Fig. 5.3). Experimentul se efectuează după cum urmează: înfășurarea de joasă tensiune este scurtcircuitată și aceeași tensiune se aplică înfășurării de înaltă tensiune ( U j) astfel încât curentul nominal să circule în ambele.

Aşa

Cum

Voltaj

eu 1nom

scurt

închideri

eu 2nom

mult

mai puțin nominală

U La

numerar

Voltaj

transformator, apoi căldura-

ri puterea activă în

conductivitate

practic

schiurile sunt zero. Aşa

Figura 5.3 – Experiență în scurtcircuit

mod,

toate pierderile

putere în modul de funcționare

transformator cu două înfăşurări.

eu scurt

închideri

mergi sa incalzesti infasurarile. Din punct de vedere matematic, se poate scrie:

D P=3× eu 2

× R.

(5.1)

La

1nom

T

Dacă în formula (5.1) valoarea curentului este scrisă în termeni de putere și tensiune nominală a înfășurării de înaltă tensiune

Tensiune de scurtcircuit U k constă în căderea de tensiune la nivelul activului U la a şi reactiv U la p rezistenţe. Să le exprimăm ca procent din tensiunea nominală.

Căderea de tensiune a rezistenței active a transformatorului:

U

la a

3× eu

× R

U

, % =

×100 =

1nom

T

×100.

la a

Uîn nom

Uîn nom

Să substituim valoarea în expresie R t. obținem:

×D P× U 2

3× eu

× R

3× eu

D P

U

, % =

1nom

T

×100

=

1 camera pe camera

×100 =

La

×100.

la a

Uîn nom

Uîn nom × S numarul 2

S nom

Astfel, mărimea căderii de tensiune în rezistența activă, exprimată în procente, este proporțională cu pierderile de putere activă în modul de scurtcircuit.

Expresia căderii de tensiune a reactanței în procente este următoarea:

U k p

3× eu

× X

T

U

, % =

×100 =

1nom

×100.

(5.2)

k p

Uîn nom

Uîn nom

Din aceasta putem afla valoarea reactanței transformatorului:

X t =		U kr × Uîn nom	.
	×	3× eu 1 nom

Înmulțiți și împărțiți expresia rezultată cu U in nom:

X t =

U kr × Uîn nom

×

Uîn nom

=

U kr × U in 2 camere

.

Uîn nom

100× S nom

× 3

× eu 1 nom

În transformatoarele moderne, rezistența activă este mult mai mare decât rezistența reactivă. Prin urmare, în calculele practice se poate presupune că U k p ≈ U j Atunci, formula de calcul a reactanței inductive a unui transformator are forma:

X		=	U la × U la 2	nom	.
T
		× S nom

Transformatoarele au dispozitive de reglare a tensiunii (OLTC sau PBB), care permit schimbarea rapoartelor de transformare. Prin urmare,

rang U k (deci, valoarea reactanței inductive) depinde de ramificarea dispozitivelor comutatorului sau comutatorului sub sarcină. În calculele condițiilor de echilibru, această dependență este neglijată. Se ia în considerare la calcularea curenților de scurtcircuit la alegerea dispozitivelor de automatizare și protecție a releelor.

Conductivitățile ramului de magnetizare sunt determinate din testul în gol (Fig. 5.4), care se efectuează la tensiunea nominală. În acest mod, transformatorul consumă energie egală cu pierderile fără sarcină:

eu 2 = 0

Figura 5.4 – Experiența de funcționare fără sarcină a unui transformator cu două înfășurări.

G		=		D P X	.
T
		U la 2
			nom

D S x = D P x + j D Q X.

Pierderile de putere activă sunt proporționale cu conductivitatea activă a transformatoarelor

D P x = U in 2 camere × G T.

De aici se poate determina cantitatea de conductivitate activă

Pierderile de putere reactivă sunt proporționale cu conductivitatea reactivă a transformatorului:

D Q x = U in 2 camere × B T.

Prin urmare, valoarea conductibilității reactive a transformatorului este egală cu:

B t = D Q X.

U in 2 camere

Cantitatea de pierdere a puterii reactive este proporțională cu curentul de magnetizare

D Q x =3× eu m× Uîn nom f,

(5.3)

Unde U nom f – tensiunea nominală de fază a transformatorului.

Mărimea curentului fără sarcină este suma curentului de magnetizare euμ și apoi în oțel eu oţel:

eu x= euμ+ eu oţel.

Deoarece valoarea curentului în oțel este de aproximativ 10% din curentul de magnetizare, expresia (5.3) poate fi scrisă:

D Q x »3× eu x × Uîn număr f.

În datele pașaportului, valoarea curentului fără sarcină este dată ca procent din curentul nominal. Prin urmare putem scrie:

Luând în considerare expresia obținută, formula de calcul a conductivității reactive are forma:

B t = eu x % × × S nom.

. Condensator (capacitate ideala)

Procesele pentru un container ideal sunt similare. Aici . Prin urmare, din (3) rezultă că . Astfel, nu se consumă putere activă în inductor și condensator (P = 0), deoarece conversia ireversibilă a energiei în alte tipuri de energie nu are loc în ele. Aici are loc doar circulația energiei: energia electrică este stocată în câmpul magnetic al unei bobine sau în câmpul electric al unui condensator timp de un sfert de perioadă, iar în următorul sfert de perioadă energia este returnată în rețea. Din această cauză, inductorul și condensatorul sunt numite elemente reactive, iar rezistențele lor X L și X C, spre deosebire de rezistența activă R a rezistorului, sunt numite reactive.

Intensitatea schimbului de energie este de obicei caracterizată de cea mai mare valoare a ratei de energie care intră în câmpul magnetic al bobinei sau câmpul electric al condensatorului, care se numește putere reactiva.

În general, expresia pentru puterea reactivă are forma:

Este pozitivă atunci când curentul este întârziat (sarcină inductivă-) și negativă atunci când curentul este condus (sarcină capacitivă-). Unitatea de putere aplicată la măsurarea puterii reactive se numește reactiv volt-ampere(VAR).

În special, pentru inductor avem: , pentru că.

.

Din acestea din urmă se poate observa că puterea reactivă pentru un inductor ideal este proporțională cu frecvența și cu rezerva maximă de energie din bobină. În mod similar, putem obține pentru un condensator ideal:

.

Rezistor (rezistență activă ideală).

Aici tensiunea și curentul (vezi Fig. 2) sunt în fază, deci puterea este întotdeauna pozitivă, adică. Rezistorul consumă putere activă

25. Activ, reactiv și admiterea circuitului.

La conectarea elementelor în paralel R, L, C(Fig. 1) conductivitatea totală este egală cu
(1)

Unde g = 1/ R – conductivitatea activă a circuitului;

b – conductivitatea reactivă a circuitului.

Conductivitatea reactivă a circuitului este determinată de expresie
(2)

Curentul din circuit este determinat de expresie

(3)

Curentul în conducție activă coincide cu tensiunea în fază

(4)

Curentul din capacitate determină tensiunea de fază la 90 0

(5)

Curentul din inductanță rămâne în urma tensiunii în fază cu 90 0

(6)

Puterea medie de activitate consumată în circuit

(7)

Defazare între tensiuni U la bornele circuitului și curent eu este definit de expresii

(8)

(9)

26. Procese tranzitorii în circuite electrice liniare. Concepte de bază, legile comunicării.

Cu toate modificările în circuitul electric: pornire, oprire, scurtcircuit, fluctuații ale valorii oricărui parametru etc. – în el au loc procese tranzitorii, care nu pot apărea instantaneu, deoarece o modificare instantanee a energiei stocate în câmpul electromagnetic al circuitului este imposibilă. Astfel, procesul tranzitoriu este cauzat de o discrepanță între cantitatea de energie stocată în câmpul magnetic al bobinei și câmpul electric al condensatorului și valoarea acestuia pentru noua stare a circuitului În timpul proceselor tranzitorii, supratensiuni mari, supracurenți. și pot apărea oscilații electromagnetice, care pot perturba funcționarea dispozitivului până când acesta se defectează. Pe de altă parte, procesele tranzitorii au aplicații practice utile, de exemplu în diverse feluri generatoare electronice. Toate acestea necesită studiul metodelor de analiză a modurilor de funcționare nestaționare ale unui circuit.

Metode de bază pentru analiza proceselor tranzitorii în circuite liniare:

Metoda clasică constând în integrarea directă a ecuaţiilor diferenţiale care descriu starea electromagnetică a circuitului.

Metoda operatorului care constă în rezolvarea unui sistem de ecuaţii algebrice privind imaginile variabilelor dorite, urmată de trecerea de la imaginile găsite la cele originale.

Metoda frecvenței bazat pe transformata Fourier și utilizat pe scară largă în rezolvarea problemelor de sinteză.

Metoda de calcul folosind Duhamel integral, folosit când curba perturbaţiei are o formă complexă.

metoda variabilei de stat, care este o metodă ordonată pentru determinarea stării electromagnetice a unui circuit bazată pe rezolvarea unui sistem de ecuații diferențiale de ordinul întâi scrise în formă normală (forma Cauchy).

Legile comutației

Denumirea legii	Declarație de lege
Prima lege a comutației (legea conservării legăturii fluxului)	Fluxul magnetic cuplat la bobinele de inductanță ale circuitului, în momentul comutației, păstrează valoarea pe care o avea înainte de comutare și începe să se schimbe tocmai de la această valoare: .
A doua lege a comutării (legea conservării sarcinii)	Sarcina electrică a condensatoarelor conectate la orice nod, în momentul comutării, păstrează valoarea pe care o avea înainte de comutare și începe să se schimbe tocmai de la această valoare: .

Legile comutației pot fi dovedite prin contradicție: dacă presupunem contrariul, atunci obținem valori infinit de mari Şi , ceea ce duce la o încălcare a legilor lui Kirchhoff.

În practică, cu excepția cazurilor speciale (comutații incorecte), este permisă utilizarea acestor legi într-o formulare diferită, și anume:

prima lege a comutației -în ramura cu inductor curentul în momentul de faţă

.

a doua lege a comutației - tensiunea pe condensator în acest moment

comutația își păstrează valoarea de dinainte de comutație și ulterior începe să se schimbe de la aceasta: .

Trebuie subliniat faptul că o formulare mai generală a legilor comutației este prevederea cu privire la imposibilitatea unei schimbări bruște în momentul comutației pentru circuitele cu inductor - legături de flux, iar pentru circuitele cu condensatoare - sarcinile de pe acestea. Ca o ilustrare a celor spuse, diagramele din Fig. 2, procese tranzitorii în care aparțin așa-numitelor comutări incorecte(numele provine din neglijarea în astfel de scheme a parametrilor mici, a căror considerare corectă poate duce la o complicație semnificativă a problemei).

Într-adevăr, atunci când este tradus în diagrama din Fig. 2 și trecerea de la poziția 1 la poziția 2, interpretarea celei de-a doua legi a comutației ca imposibilitatea unei schimbări bruște a tensiunii la condensator duce la eșecul celei de-a doua legi a lui Kirchhoff. . În mod similar, la deschiderea cheii în circuitul din Fig. 2b, interpretarea primei legi a comutației ca imposibilitatea unei schimbări bruște a curentului printr-un inductor duce la eșecul primei legi a lui Kirchhoff . Pentru aceste circuite, pe baza conservării sarcinii și, în consecință, a legăturii fluxului, putem scrie:

Condițiile inițiale dependente sunt valorile curenților și tensiunilor rămase, precum și derivatele funcției dorite în momentul comutării, determinate din condiții inițiale independente folosind ecuații compilate conform legilor lui Kirchhoff pentru. Numărul necesar de condiții inițiale este egal cu numărul de constante de integrare. Deoarece este rațional să scrieți o ecuație de forma (2) pentru o variabilă a cărei valoare inițială se referă la condiții inițiale independente, problema găsirii condițiilor inițiale se rezumă de obicei la găsirea valorilor acestei variabile și a derivatelor sale până la (n-1) comanda inclusiv la.

Conductivitate activă ( G) este cauzată de pierderile de putere activă în dielectrici. Valoarea sa depinde de:

curent de scurgere prin izolatoare (mici, poate fi neglijat);

pierderi de putere la corona.

Conducția activă duce la pierderi de putere activă în modul fără sarcină al liniilor electrice aeriene. Pierderea de putere corona (  cor) sunt cauzate de ionizarea aerului din jurul firelor. Când intensitatea câmpului electric al unui fir devine mai mare decât puterea electrică a aerului (21,2 kV/cm), pe suprafața firului se formează descărcări electrice. Datorită suprafețelor neuniforme ale firelor tordante, murdăriei și bavurilor, descărcările apar inițial numai în puncte individuale ale firului - coroana locala. Pe măsură ce tensiunea crește, corona se întinde pe o suprafață mai mare a firului și în cele din urmă acoperă întreaga lungime a firului - coroana comuna.

Pierderile de putere Corona depind de condițiile meteorologice. Cele mai mari pierderi de putere la coroană au loc sub diferite precipitații atmosferice. De exemplu, pe liniile electrice aeriene cu o tensiune de 330750kV, corrul în timpul zăpezii crește cu 14%, ploaia - cu 47%, înghețul - cu 107% față de pierderile pe vreme bună. Corona provoacă coroziunea firelor, creează interferențe pe liniile de comunicație și interferențe radio.

Valoarea pierderii de putere a coroanei poate fi calculată folosind formula:

Unde
coeficient ținând cont de presiunea barometrică;

U f, U cor f – respectiv, tensiunea de funcționare a fază a liniei de transport a energiei electrice și tensiunea la care apare corona.

Tensiune inițială(V vreme buna), la care apare o coroană generală se calculează folosind formula de vârf:

kV/cm

Unde m– coeficientul de rugozitate de antrenare;

R pr – raza firului, cm;

coeficient ținând cont de presiunea barometrică.

Pentru fire cilindrice netede valoarea m= 1, pentru fire cu toroane – m= 0,820,92.

Valoarea δ se calculează folosind formula:

,

Unde R– presiunea, mmHg;

temperatura aerului, 0 C.

La presiunea atmosferică normală (760 mm Hg) şi temperatură 20 0 C = 1. Pentru zonele cu climă temperată, valoarea medie anuală este de 1,05.

Tensiune de lucruîn condiții normale de funcționare, linia de alimentare este determinată de formulele:

pentru faza nedivizată

kV/cm

pentru faza divizată

, kV/cm

Unde U ex – tensiunea medie de funcționare (liniară).

Dacă valoarea tensiunii de funcționare este necunoscută, atunci se presupune că U ex = U nom.

Cantitatea de tensiune de operare în faze este diferită. În calcule, se ia valoarea celei mai mari tensiuni:

E max = k disp  k dist E,

Unde k ras – coeficient tinand cont de amplasarea firelor pe suport;

k dist – coeficient luând în considerare proiectarea fazei.

Pentru firele situate la vârfurile unui triunghi echilateral sau aproape de acesta, k distribuție = 1. Pentru firele situate orizontal sau vertical, k disp = 1,05 – 1,07.

Pentru faza nedivizată k split = 1. Cu un proiect de fază divizată, coeficientul k dist se calculează folosind formulele:

la n= 2

la n= 3

Tensiunea la care apare corona este calculată prin formula:

Pentru a crește U miezul trebuie redus E max. Pentru a face acest lucru, trebuie să măriți fie raza firului R pr sau D avg. În primul caz, este eficient să împărțiți firele în fază. Crește D cf conduce la o modificare semnificativă a dimensiunilor liniilor electrice. Evenimentul este ineficient deoarece D cp este sub semnul logaritmului.

Dacă E max > E 0, atunci funcționarea liniei de alimentare este neeconomică din cauza pierderilor de putere din cauza coronei. Conform PUE, nu există corona pe fire dacă este îndeplinită următoarea condiție:

E max 0,9 E 0 (m=0,82,= 1).

La proiectare, selecția secțiunilor de sârmă este efectuată astfel încât să nu existe coroană pe vreme bună. Deoarece creșterea razei firului este principalul mijloc de reducere a miezului P, au fost stabilite secțiunile transversale minime admise pentru condițiile corona: la o tensiune de 110 kV - 70 mm 2, la o tensiune de 150 kV - 120 mm 2, la o tensiune de 220 kV - 240 mm 2.

Valoarea conductibilității liniare active este calculată prin formula:

, Sm/km.

Conductanța activă a unei secțiuni de rețea se găsește după cum urmează:

Atunci când se calculează modurile în stare staționară ale rețelelor cu tensiuni de până la 220 kV, nu se ia în considerare conductivitatea activă - creșterea razei firului reduce pierderile de putere către coroană la aproape zero. La U nominal 330 kV, o creștere a razei firului duce la o creștere semnificativă a costului liniilor electrice. Prin urmare, în astfel de rețele faza este împărțită și conductivitatea activă este luată în considerare în calcule.

În liniile electrice prin cablu, conductivitatea activă este calculată folosind aceleași formule ca și pentru liniile electrice aeriene. Natura pierderilor de putere activă este diferită.

În liniile de cablu  P sunt cauzate de fenomene care apar în cablu datorită curentului de absorbție. Pentru CLEP, pierderile dielectrice sunt indicate de producător. Pierderile dielectrice în CLEP sunt luate în considerare la U35 kV.

Reactiv (conductivitate capacitivă)

Conductivitatea reactivă se datorează prezenței capacității între faze și între faze și masă, deoarece orice pereche de fire poate fi considerată un condensator.

Pentru liniile electrice aeriene, valoarea conductivității reactive liniare este calculată folosind formulele:

pentru fire nedespărțite

, S/km;

pentru fire despicate

Decolteul crește b 0 cu 2133%.

Pentru CLEP, valoarea conductivității liniare este adesea calculată folosind formula:

b 0 =  C 0 .

Dimensiunea capacității C 0 este dat în literatura de referință pentru diferite mărci de cablu.

Conductivitatea reactivă a unei secțiuni de rețea se calculează folosind formula:

ÎN = b 0 l.

Liniile electrice aeriene au o semnificație b 0 este semnificativ mai mic decât cel al liniilor electrice prin cablu, este mic, deoarece D Miercuri linii electrice aeriene >> D cf CLEP.

Sub influența tensiunii, un curent capacitiv circulă în conductivități (curent de polarizare sau curent de încărcare):

eu c = ÎNU f.

Mărimea acestui curent determină pierderea puterii reactive în conductivitate reactivă sau puterea de încărcare a liniei de alimentare:

În rețelele regionale, curenții de încărcare sunt comparabili cu curenții de funcționare. La U nom = 110 kV, valoare Q c este aproximativ 10% din puterea activă transmisă, cu U nominal = 220 kV – Q cu ≈ 30% R. Prin urmare, trebuie luat în considerare în calcule. Într-o rețea cu o tensiune nominală de până la 35 kV Q c poate fi neglijat.

Circuitul echivalent al liniei de alimentare

Deci, liniile electrice sunt caracterizate de rezistență activă R l, reactanța liniei X l, conductivitate activă G l, conductivitate reactivă ÎN l. În calcule, liniile electrice pot fi reprezentate prin circuite simetrice în formă de U și T (Fig. 4.6).

Schema în formă de U este folosită mai des.

În funcție de clasa de tensiune, anumiți parametri ai circuitului echivalent complet pot fi neglijați (vezi Fig. 4.7):

Linii electrice aeriene cu tensiune de până la 220 kV ( R miez  0);

Linii electrice aeriene cu tensiune de până la 35 kV ( R cor  0,  Q c  0);

Tensiune CLEP 35 kV (reactanta  0)

CLPP cu o tensiune de 20 kV (reactanta  0, pierderi dielectrice  0);

CLPP cu tensiune de până la 10 kV (reactanță  0, pierderi dielectrice  0,  Q c  0).

În fig. 14.14, iar aceleași elemente de circuit care au fost considerate sunt conectate în paralel (vezi Fig. 14.7, a). Să presupunem că tensiunea pentru acest circuit este cunoscută u = U m sinωt.

și parametrii elementelor circuitului R, L, C. Este necesar să se găsească curenții din circuit și puterea.

Diagrama vectorială pentru un circuit cu conexiuni paralele ale ramurilor. Metoda diagramei vectoriale

Pentru mărimi instantanee, în conformitate cu prima lege a lui Kirchhoff, ecuația curentă

Reprezentând curentul din fiecare ramură ca suma componentelor active și reactive, obținem

Pentru curenți efectivi trebuie să scrieți o ecuație vectorială

Valorile numerice ale vectorilor de curent sunt determinate de produsul tensiunii și conductivității ramurilor corespunzătoare. În fig. 14.14, b se construiește o diagramă vectorială corespunzătoare acestei ecuații. Este luat ca vector inițial, ca de obicei atunci când se calculează circuite cuparalelramuri de legătură vector tensiune U, și apoi vectorii de curent din fiecare ramură sunt reprezentați grafic, iar direcțiile lor în raport cu vectorul de tensiune sunt selectate în conformitate cu natura conductibilității ramurilor. Punctul de pornire la construirea unei diagrame de curent este punctul care coincide cu începutul vectorului de tensiune. Din acest punct se trage un vector l 1a curent activ eu ramuri (în fază coincide cu tensiunea), iar de la capătul său se trage un vector curent reactiv aceeași ramură (conduce tensiunea cu 90°). Acești doi vectori sunt componentele vectorului I 1 curent al primei ramuri . În continuare, vectorii curenti ai altor ramuri sunt reprezentați în aceeași ordine. Vă rugăm să rețineți că conductivitatea ramurile 3-3 active , prin urmare componenta reactivă a curentului din această ramură este zero. ÎN ramurile 4-4 si 5-5 conductivitate reactive prin urmare, acești curenți nu conțin componente active.

Formule de calcul pentru un circuit cu conexiuni paralele ale ramurilor. Metoda diagramei vectoriale

Din diagrama vectoriala se poate observa că toate componentele active ale vectorilor de curent sunt direcționate în același mod - paralel cu vectorul de tensiune, astfel încât adunarea vectorială a acestora poate fi înlocuită cu unele aritmetice pentru a găsi componenta activă a curentului total: I a = I 1a + I 2a + I 3a .

Componente reactive vectorii de curent sunt perpendiculari pe vectorul de tensiune, cu curenții inductivi direcționați într-o direcție și curenții capacitivi în cealaltă. Prin urmare, componenta reactivă a curentului total din circuit este determinată de suma lor algebrică, în care curenții inductivi sunt considerați pozitivi, iar curenții capacitivi sunt considerați negativi: I p = - I 1p + I 2p - I 4p + I 5p .

Vectorii de curent activ, reactiv și total ai întregului circuit formează un triunghi dreptunghic, din care decurge

Trebuie acordată atenție posibilelor erori atunci când se determină conductivitatea totală a unui circuit pe baza conductivităților cunoscute ale ramurilor individuale: este interzis se adaugă aritmetic conductivitățile ramurilor dacă curenții din acestea sunt defazați.

Conductivitate deplină circuitele sunt definite în general ca ipotenuza unui triunghi dreptunghic, ale cărui catete sunt conductivitățile active și reactive ale întregului circuit exprimate la o anumită scară:

Din triunghiul curent putem trece și la triunghiul puterii și obținem formulele deja cunoscute pentru a determina puterea

Putere activă circuitele pot fi reprezentate ca suma aritmetică a puterilor active ale ramurilor.

Putere reactivă lanțul este egal cu suma algebrică a puterilor ramurilor. În acest caz, puterea inductivă este considerată pozitivă, iar puterea capacitivă negativă:

Calculul unui circuit fără determinarea conductivităților ramurilor

Se poate efectua calculul unui circuit electric cu conexiuni paralele de ramificații fără determinarea prealabilă a conductivităţilor active şi reactive , adică reprezentarea elementelor circuitului într-un circuit echivalent cu rezistențe active și reactive (Fig. 14.15, a).

Curenții din ramuri se determină folosind formula (14.4);

Unde Z 1, Z 2 etc. - rezistenta totala a ramurilor.

Rezistența totală a unei ramuri, care include mai multe elemente conectate în serie, este determinată de formula (14.5).

Pentru a construi o diagramă vectorială a curenților (Fig. 14.15, b), puteți determina componentele active și reactive ale curentului fiecărei ramuri folosind formulele

etc pentru toate ramurile.

În acest caz, nu este nevoie să determinați unghiurile f 1 f 2 și construirea lor pe un desen.

Curent în partea neramificată a circuitului

Luați în considerare expresia binecunoscută pentru puterea complexă totală

Astfel, utilizarea conceptului de complex de curent conjugat ne permite să implementăm argumentul puterii complexe totale sub forma diferenței de fază dintre sinusoidele de tensiune și curent (), precum și să stabilim legătura matematică corectă între puterea complexă totală și componentele sale (). Să realizăm transformarea cu complexe conjugate. În conformitate cu (13) obținem

În acest caz vom avea

Să luăm în considerare asta

Adică, pentru orice parametru, produsul unui complex și complexul său conjugat este egal cu pătratul modulului său.

În conformitate cu (27), (28) și (8), considerăm puterea complexă totală

Triunghiurile de putere corespunzătoare expresiei (29) sunt prezentate în Fig. 9, 10, 11, care ilustrează cazurile:

– dacă, în acest caz, (Fig. 9). Adică puterea reactivă a întregului circuit este o valoare pozitivă, iar în circuitul extern energia circulantă este schimbată exclusiv între câmpul magnetic L-element si sursa de alimentare si reincarcare CU-element se realizează în întregime datorită energiei câmpului magnetic L- element;

– dacă, în acest caz, (Fig. 10). Adică puterea reactivă a întregului circuit este o valoare negativă, iar în circuitul extern are loc un schimb de energie în circulație exclusiv între câmp electric CU-element si sursa de alimentare. Energia într-un câmp magnetic L- elementul este complet alimentat atunci când este descărcat CU-element;

– în final, dacă , în acest caz, a (Fig. 11). Adică, nu există schimb de energie între sursa de alimentare și circuit. Toată energia care vine de la sursă este consumată iremediabil de circuit. În acest caz, puterea totală la bornele circuitului este pur activă. În interiorul circuitului are loc un schimb circulant de energie de intensitate egală între câmpuri L,C-elemente.

Calculul parametrilor modului de funcționare al circuitului, construcția unei diagrame vectoriale, triunghiurile de conductivitate și putere pot fi efectuate fără a recurge la numere complexe. Calculul se efectuează în valorile reale ale parametrilor de mod și în modulele parametrilor circuitului. În acest caz, sunt posibile două metode de calcul:

· utilizarea conceptului de componente de curent activ și reactiv în fiecare ramură;

· utilizarea conceptului de conductivitate totală a unui circuit, ramuri și componente ale acestor conductivitati.

Conform primei metode, impedanțele ramurilor sunt determinate folosind parametrii circuitului cunoscuți

Apoi se determină curenții totali din fiecare ramură și componentele acestor curenți

Apoi se determină curentul total (de intrare) al circuitului

și unghiul său de fază

Calculați puterea pe ramuri

putere pe tot circuitul

Cu ajutorul rezultatelor obținute se determină conductivitățile ramurilor și ale întregului circuit

În final, pe baza rezultatelor obținute, ținând cont de semnele lui φ 1, φ 2 și φ, se construiesc diagrame vectoriale ale curenților, conductivităților și puterilor.

Conform celei de-a doua metode, conductivitățile ramurilor și unghiurile de fază ale acestora sunt determinate din parametrii cunoscuți ai circuitului.

Apoi se determină conductivitatea totală a circuitului și unghiul său de fază

Apoi se calculează curenții din ramuri și curentul de intrare

Determinați puterea ramurilor și a întregului lanț

Și în sfârșit, cunoscând magnitudinea și semnele acestora, se construiesc diagrame vectoriale ale curenților, conductivităților și puterilor.

Calculele de altă natură sunt efectuate dacă sunt cunoscuți unii parametri ai modului de funcționare a circuitului și este necesar să se determine parametrii circuitului echivalent și să se construiască o diagramă vectorială. Astfel de calcule sunt efectuate după un studiu experimental al circuitului.

De exemplu, este dat un circuit echivalent (Fig. 12). Următorii parametri ai modului de funcționare al acestui circuit au fost măsurați prin experiment: P– puterea activă a întregului circuit; U– tensiune la bornele circuitului; eu– curent de intrare; eu 1 și eu 2 – curenți de ramificație; unghiul de defazare dintre sinusoidele de tensiune și curent (ținând cont de semnul acestuia). Este necesar să se determine parametrii circuitului și să se construiască o diagramă vectorială. Se efectuează următoarele calcule:

1. Determinați parametrii echivalenti ai întregului circuit (semnul reactanței totale și reactanței totale este determinat de semnul unghiului măsurat)

2. Determinați parametrii echivalenti ai fiecărei ramuri

3. Determinați parametrii elementelor ramurilor circuitului

4. Calculați parametrii rămași ai modului de funcționare a circuitului

5. Construiți diagrame vectoriale de curenți, conductivități, puteri.

În acest circuit, ca într-un circuit cu o conexiune serială R, L,C- elemente, este posibil un mod rezonant, care se numește rezonanța curentă. Când curenții rezonează într-un circuit care conține LŞi CU- elemente incluse în ramuri paralele, sinusoide de curent de intrare eu iar tensiunea aplicată la bornele circuitului sunt în fază, adică. Caracteristicile acestui mod au fost deja discutate (Fig. 4, 8, 11). Să determinăm frecvența de rezonanță în circuit (Fig. 1). Dacă pentru rezonanța curentă, atunci în conformitate cu (11)

Expresia (34) determină condiția rezonanței curente pentru un anumit circuit. Dacă un inductor și un condensator sunt incluse în ramuri paralele, atunci modulele de conductanță reactivă ale ramurilor trebuie să fie egale.

Înlocuind aceste expresii în (34) și rezolvând ecuația pentru , obținem

Expresia (35) arată că frecvența de rezonanță este determinată de valoarea a patru parametri ai circuitului L, C, R 1 , R 2. Prin urmare, modul rezonant poate fi realizat prin variarea fiecăruia dintre acești parametri.

Să analizăm dependențele parametrilor circuitului și parametrii modului său de funcționare de modificări C folosind exemplul diagramei din fig. 12. Presupunem că mărimea capacității CU variază de la 0 la , iar circuitul este conectat la o sursă ideală de EMF sinusoidal.