Характеристические параметры электропередачи.

Характеристические параметры электропередачи.

 

 

а) последовательное сопротивление б) параллельное сопротивление

 

 

 

 

в) линия

-постоянная распространения волны вдоль ЛЭП

Соединение 4-х-полюсников по цепной схеме.

где A, B, C, D – коэффициенты четырехполюсника, эквивалентного рассматриваемой передаче; U ₁, I ₁ – напряжение и ток в начале линии;
U ₂, I ₂ – напряжение и ток в конце линии.

Для линии электропередачи коэффициенты четырехполюсника равны:

А = chγl; B = Zshγl; C = shγl/Z; D = chγl,

где l – длина ЛЭП; γ – постоянная распространения электромагнит-ных волн;

В режиме холостого хода ток в конце разомкнутой линии I ₂ = 0.

Составляем матрицу:

Вынужденное напряжение на разомкнутом конце ЭП равно:

(4.73)

где А ₁₂ – коэффициент четырехполюсника, эквивалентного всей электропередаче в целом; А ₁₂ = А ₁ А ₂ + В ₁ С ₂.

Для первого четырехполюсника коэффициенты равны:

А ₁ = 1; В ₁ = jX _п; С ₁ = 0; D ₁ = 1, тогда A ₁₂ = cosλ – (X _п/ Z) sinλ.

Резонансные перенапряжения на основной частоте при холостом ходе электропередачи в установившемся режиме при источнике бесконечной мощности.

В режиме холостого хода ток в конце разомкнутой линии I ₂ = 0. Обозначим вынужденное напряжение в конце разомкнутой линии через V _p и найдем V _p для электропередачи, представленной на рисунке

Схема электропередачи (а), общая схема замещения (б) и схема
замещения электропередачи с источником бесконечной мощности (в)

Для линии электропередачи коэффициенты четырехполюсника равны:

А = chγ l; B = Z shγ l; C = shγ l/Z; D = chγ l,

где l – длина ЛЭП; γ – постоянная распространения электромагнитных волн;

При этом ;

где R ₀, L ₀, g ₀, C ₀ – первичные параметры линии.

В расчетах поперечная активная проводимость линии g ₀ = 0. Так как линия присоединена к источнику бесконечной мощности, предвключенное сопротивление X _п = 0. V _p будет равна:

,

где λ = γ l.

λ = γ l = l ,

где – коэффициент затухания;

– коэффициент изменения фазы.

Часто вводят коэффициент изменения фазы на 100 км длины линии

β_уд Линии электропередачи обладают малым коэффициентом затухания =>α ≈ 0. Тогда параметр электропередачи λ = j β l и гиперболические функции коэффициентов четырехполюсника можно с помощью преобразований Эйлера заменить тригонометрическими:

A = cos λ; B = jZ sin λ; C = j sin λ /Z; D = cos λ. => .

Физический смысл эффекта Ферранти.

Установка конденсаторной батареи уменьшает Q, поэтому уменьшаются и просадки напряжения. Если неправильно рассчитать батарею, реактивная часть станет отрицательной => вместо уменьшения просадки напряжения произойдет увеличение напряжения в конце линии (эффект Ферранти или емкостной эффект), которое может иметь опасные последствия для подключенных потребителей.

 

Е˂U_C

 

 

 

 

 

Резонансные перенапряжения на основной частоте при ХХ электропередачи в установившемся режиме при источнике ограниченной мощности.

При холостом ходе электропередачи, можно считать, что по линии протекает чисто ёмкостный ток (I_c), который обусловливает соотношение между указанными величинами, т. е. E < V _п < V _к

Такое увеличение напряжения на линии можно рассматривать как приближение к резонансным условиям. Чем ближе низшая частота собственных колебаний схемы w^/ к частоте вынуждающей ЭДС w, тем больше будет повышаться напряжение к концу линии. Это явление называют емкостным эффектом или эффектом Ферранти.

Дано: l = км; β_уд = 6,2 град/100 км; E = 1.

Найти V _р.

Решение: λ = β_уд × l /100 =Хº;

В случае источника конечной мощности Х _п ≠ 0 расчетная схема замещения принимает вид рис.а

jX п

А, В, С, Д

А 12

В 12

Д 12

C 12

А 1

В 1

Д 1

С 1

А 2

В 2

Д 2

С 2

=

а

б

Схема замещения электропередачи с источником ограниченной мощности (а), представление электропередачи двумя четырехполюсниками (б)

Тогда электропередачу можно представить в виде двух четырехполюсников, соединенных последовательно б. Вынужденное напряжение на разомкнутом конце ЭП равно:

где А ₁₂ – коэффициент четырехполюсника, эквивалентного всей электропередаче в целом; А ₁₂ = А ₁ А ₂ + В ₁ С ₂.

Для первого четырехполюсника коэффициенты равны:

А ₁ = 1; В ₁ = jX _п; С ₁ = 0; D ₁ = 1, тогда A ₁₂ = cosλ – (X _п/ Z) sinλ.

Следовательно

т. е. при источнике ограниченной мощности V _р выше, чем при источнике бесконечной мощности. Вынужденная составляющая напряжения на питающем конце электропередачи равна:

V _п = А ₂ V _р.

 

Параметрический резонанс

Параметрический резонанс - явление раскачки колебаний при периодическом изменении параметров тех элементов колебательной системы, в которых сосредоточивается энергия колебаний (реактивные или энергоёмкие параметры).

Когда колебательный процесс, вызываемый периодической модуляцией какого-либо параметра, принимает нарастающий характер, говорят о параметрическом резонансе. В случае параметрического резонанса состояние равновесия системы становится неустойчивым и уход из него имеет характер колебаний с прогрессивно растущей амплитудой.

Субгармонический резонанс

Субгармонический резонанс, когда в цепи возникают значительные колебания с частотой меньше частоты источника

Перенапряжения присубгармоническом резонансе возникают главным образом на конденсаторах продольной компенсации и реакторе и на участке линии, включенном за реактором. Напряжение на линии до конденсаторов повышается незначительно. Поэтому корона на линии не оказывает существенного влияния на величину перенапряжения. Это становится еще более очевидным, если учесть, что потери на корону при уменьшении частоты падают.

Резонанс на частотах ниже 50 Гц

В наших сетях на Fрез= 16 2/3 Гц: (50/30)

Условия резонанса:

1) Fсв ≤Fрез

2) Затухание должно быть очень малым

3) СГР возникает только при опред. Значениях вынужденного напряжение

Кроме того условия возникновения

1) Возникает после мощного переходного процесса который сопровождается толчками тока и потокосцепления.

 

2)Между ЭДС и реактором

В таких схемах может возникать СГР, если сочитаются опред параметры:

α-коэффициент затухания

β-частота свободных колебаний

h-уровень вынужд. напр. данной эл.передачи

Меры защиты:

1) Во время любой плановой коммутации предусматривается обязтельное шунтирование

2) Если расчеты показали сто СГР возможен, необходимо предпринять меры чтобы β²≥1

3) Радикальное средство борьбы с СГР перенос реакторов с подстанций на ЛЭП

4) Можно предусмотреть РЗ на появл в токе субгармонической составляющей

5) Необходимо увеличить коэф затухания до такой величины чтобы область превратилась в точку.

 

Стадии теории Петерсена

произошло замыкание на землю когда напряжение на фазе С проходило через отрицательный максимум. в момент, предшествующий замыканию, напряжение на двух других фазах UА = UB = 0,5U ф и, следовательно, суммарный заряд в системе 0,5U ф ∙С+0,5U ф ∙С- U ф ∙С=0 и соответственно потенциал нейтрали UH=0. В результате замыкания фазовые (С) и междуфазовые емкости (С 12) здоровых фаз оказываются включенными параллельно.

При этом мгновенно происходит 1 стадия:

Требования к восстанавливающемуся напряжению на контактах выключателя

Процессы восстановления напряжения (ПВН) зависят от свойств и от параметров сети генераторного напряжения. За идеальный можно принять выключатель со следующими свойствами: дуга в выключателе гаснет в момент прохождения тока через нулевое значение, при этом сопротивление междуконтактного промежутка меняется мгновенно от нулевого значения до бесконечного.

Для получения незавышенных характеристик ПВН на контактах выключателя, следует учитывать потери в стали генератора и трансформатора.

Характеристические параметры электропередачи.

 

 

а) последовательное сопротивление б) параллельное сопротивление

 

 

 

 

в) линия

-постоянная распространения волны вдоль ЛЭП