Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 31
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Южно-Уральский государственный университет
(национальный исследовательский университет)»
Филиал ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» в г. Златоусте
Факультет техники и технологии
Кафедра электрооборудования и автоматизации производственных процессов
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 3
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ. ПЕРЕХОДНЫЕПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
13.03.02.2022.753.00.00 ПЗ
| | | Автор работы: студент группы ФТТ-403 | ||||||
| | | | | Ахметов А.Д. | ||||
| | | | | « » | | | ||
| | ||||||||
| | Работа защищена с оценкой | |||||||
| | | |||||||
| « » | | | ||||||
| | ||||||||
| | | |||||||
| | ||||||||
| | | | ||||||
Златоуст
Лабораторная работа № 3
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНИЯХ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ. ПЕРЕХОДНЫЕПРОЦЕССЫ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
Цель работы: исследовать волновые процессы в линиях электропередач. Рассчитать переходные процессы в электрических сетях.
Задачи работы:
-
Рассчитать волну перенапряжения на подстанции от трех приходящих волн Uпр; -
Рассчитать величины волн перенапряжения, отраженных на приходящие линииUX1, UX2, UX3; -
Рассчитать величину перенапряжения на нагрузке подстанции Zн, если в узловой точке включен реактор индуктивностью L, а волна перенапряжения U1X приходит только по первой линии сопротивлением Z1; -
Рассчитать максимальное значение перенапряжения на нагрузке подстанции Zн, если в узловой точке включено КУ емкостью С, а волна перенапряжения U2X приходит только по второй линии сопротивлением Z2. Учесть, что напряжения преломленной и отражённой волн достигают максимума через 5 мкс; -
Сделать вывод.
Используемое оборудование: персональный компьютер.
Исходные данные для исследования волновых процессов в линиях электропередач и расчета переходных процессов в электрических сетях представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| № | Z1, Ом | Z2, Ом | Z3, Ом | Zн, Ом | U1X, кВ | U2X, кВ | U3X, кВ. | L, мГн | С, мкФ |
| 1 | 300 | 300 | 220 | 90 | 900 | 400 | 600 | 5 | 0,02 |
Преломление и отражение волн перенапряжений в СЭС.
Перенапряжения в сложных разветвленных сетях преломляются и отражаются при переходе через узловые точки. Рассмотрим перенапряжения в схеме, представленной на рисунке 1,а. Будем обозначать падающую волну, приходящую на линию U1x. В схеме замещения для рисунка 1,а каждая набегающая волна представлена источником Uix (i= 1,2,...,n -количество ветвей сходящихся в узле), включенным через сопротивления Z1, Z
2, ... Zn. Согласно правилу Петерсона, преломленная волна в узле х определится согласно принципу наложения, по формуле 1:
где
– коэффициент преломления каждой из волн.
а б
Рисунок 1 – Схема падения волн с нескольких линий на узловую точку:
а) исходная; б) эквивалентная
Волны, набегающие с линий, можно заменить эквивалентной волной Uэх набегающей с эквивалентного волнового сопротивления Zэ, т.е.:
Тогда формулу (1) можно записать в виде:
где
Коэффициент отражения волны от узловой точки в общем виде определяется по формуле
где
– волновое сопротивление участка линии до узловой точки;
– волновое сопротивление участка линии после узловой точки.В условиях данной задачи необходимо определить коэффициенты отражения каждой волны, а в качестве
выступает нагрузка подстанции 
. Так, например, для первого участка схемы коэффициент отражения волны определяем по формуле
Отраженную волну перенапряжения, например, на линию 1, рассчитаем по формуле:
Прохождение волны перенапряжения через реактивные элементы сети.
Часто необходимо рассчитать величину волны перенапряжения при условна что в узле X установлен реактор индуктивностью L. мГн или КУ емкостью С, мкФ. Тогда для определения величины прелом ленного напряжения следует воспользоваться зависимостью:
где
– амплитуда прямоугольной волны, приходящей на i-той линии, кВ;
– волновые сопротивления участков линий до и после узловой точки соответственно. Ом;
– текущее время, с;
– постоянная времени, с.Постоянная времени определяется следующим образом:
а) для цепи с индуктивностью (рисунок 2):
где
– индуктивность реактора, Гн.
Рисунок 2 – Схема сети с индуктивностью (реактор):
а) исходная; б) эквивалентная
б) для цепи с емкостью (рисунок 3):
Рисунок 3 – Схема сети с конденсатором: а) исходная; б) эквивалентная
Напряжение отражённой волны в этом случае можно определить из зависимости:
Знак «–» указывает на то, что отраженная волна в заданный момент времени имеет противоположную полярность по отношению к преломленной.
Максимальное значение напряжение в момент искомого максимума равно Uпр1 98,559 кВ, а максимальное значение отражённой волны в момент исомого максимума равно Uотр1 -801,441 кВ.
Максимальное значение напряжение в момент искомого максимума равно Uпр2 155,64 кВ, а максимальное значение отражённой волны в момент исомого максимума равно Uотр2 -244,36 кВ.
Вывод по работе: рассчитали волну перенапряжения на подстанции от трех приходящих волн, рассчитали величины волн перенапряжения, отраженных на приходящие линии, рассчитали величину перенапряжения на нагрузке подстанции, рассчитали максимальное значение перенапряжения на нагрузке подстанции. Таким образом, мы исследовали волновые процессы в линиях электропередач и рассчитали переходные процессы в электрических сетях.
Библиография
-
Техника высоких напряжений [Текст] Ч. 1 : учеб. пособие по направлению 13.03.02 "Электроэнергетика и электротехника" / С. Н. Трофимова, Е. В. Шведова ; Юж.-Урал. гос. ун-т, Златоуст. фил., Каф. Электрооборудование и автоматизация производств. процессов ; ЮУрГУ Челябинск : Издательский Центр ЮУрГУ , 2017, 52 с. : ил. -
Бочаров, Ю. Н. Техника высоких напряжений : учебное пособие / Ю. Н. Бочаров, С. М. Дудкин, В. В. Титков. — Санкт-Петербург : СПбГПУ, 2013. — 265 с. -
Электрофизические основы техники высоких напряжений : учебник / И. М. Бортник, А. А. Белогловский, И. П. Верещагин, Ю. Н. Вершинин. — Москва : МЭИ, 2016. — 704 с. -
Титков, В. В. Физические основы техники высоких напряжений, сильных магнитных полей и токов : учебное пособие / В. В. Титков. — Санкт-Петербург : СПбГПУ, 2011. — 185 с. -
Правила устройства электроустановок: 7-е издание (ПУЭ)/ Главгосэнергонадзор России. М.: Изд-во ЗАО «Энергосервис», 2007. 610 с. -
Техника высоких напряжений [Электронный ресурс] : методические указания по самостоятельному изучению курса «Техника высоких напряжений» для студентов направлений подготовки 6.050701 «Электротехника и электротехнологии», 6.050702 «Электромеханика» дневной, заочной и дистанционной форм обучения / сост. В. В. Леонов. – Мариуполь : ПГТУ, 2015. – 74 с.