Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2017-10-21 | 980 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Для получения расчетных формул с учетом волновых процессов удобнее рассматривать конкретные задачи, принимая во внимание особенности учета влияний ВЛ и тяговых сетей.
Напряжения и токи электрического влияния ВЛ и контактных сетей принято определять без учета волновых процессов не только во влияющих цепях, но и в цепях, подверженных влиянию. При этом допущении, а так же параллельном сближении индуцированные напряжения и токи можно вычислить по формулам, приведенным в лекц.15. (опасный ток для человека, прикоснувшегося к изолированному проводу или к проводу двухпроводной цепи по формуле (7, лекц.15); потенциал провода относительно земли по формуле (8, лекц.15) и т. д.) с подстановкой в них значений коэффициентов емкостной связи. При определении потенциала, индуцированного на изолированном проводе, по формуле (8 лекц.15) следует учитывать длину провода, подверженного влиянию. Если его длина l больше длины сближения l p, то в формулу следует ввести множитель l p/ l, так как индуцированный заряд будет растекаться по всей длине провода, и потенциал его будет снижаться.
Рассмотрим наиболее общий случай, когда длина провода (жилы кабеля), подверженного влиянию, больше длины сближения 1> 1р (рис. 1). На этом рисунке U 10 и I 10— напряжение и ток в начале влияющей цепи 1; γ1 и γ2 — коэффициенты распространения волны цепей 1 и 2; Z B1 и Z B2 — волновые сопротивления цепей 1 и 2; U 20 и U 2 l — индуцированные напряжения соответственно на ближнем и дальнем концах цепи 2.
Рис. 1
Провод изолирован на обоих концах. Распределение напряжения и тока по любой цепи длиной l с несогласованными нагрузками на концах характеризуется основными уравнениями линии
|
U Н = U К ch γ l + I К Z B sh γ l;
(1)
I Н = I К ch γ l + (U К/ Z B) sh γ l,
где U Н, I Н — напряжение и ток в начале цепи (у генератора);
U К, I К — напряжение и ток в конце цепи (у приемника);
γ — коэффициент распространения волны;
Z B — волновое сопротивление цепи.
Когда цепь на конце изолирована, то ток I К = 0. Для такой цепи второе уравнение в (1) будет иметь вид:
I Н = (U К/ Z B) sh γ l,
отсюда напряжение на конце цепи
U К = I Н Z B/ sh γ l. (2)
Поскольку источником энергии, распространяющейся по цепи 2, является не собственный генератор, включенный на конце цепи, а влияющий провод 1 в пределах длины сближения l р, то началом цепи следует считать каждый элементарно малый участок сближения d х, на котором индуцируются токи и напряжения вследствие электрической и магнитной связи между цепями. Для участка d х эти токи и напряжения определены в п. 8.4.
Если l 1 ≠ l 2 индуцированные напряжения на концах цепи 2 будут не одинаковы. Поэтому необходимо определять напряжения на ближнем и дальнем концах
цепи 2.
На ближний конец цепи 2 с элемента d х поступит напряжение, значение которого на основании выражений (4 лекц. 15) и (2) можно определить из выражения:
d U 20 = d I 2 x Z B2/(sh γ2 x) = Z 12 I 1 x Z B2 d x /[sh γ2 x (Z Bx1+ Z Bx2)].
Значения входных сопротивлений при изолированных концах провода или жилы кабеля
Z Bx1= Z B2 cth γ2 x; Z Bx2= Z B2 cth γ2(l – x).
Ток на элементе d х в первой цепи I 1 x = I 10, тогда
d U 20 = Z 12 I 10 d x /{ sh γ2 x [ cth γ2 x + cth γ2(l – x)]} =
= Z 12 I 10 sh γ2(l – x) d x / sh γ2 l.
Напряжение, действующее на ближнем конце цепи 2, индуцировано на всей длине сближения
После интегрирования и подстановки значений пределов интегрирования получим:
U 20 = Z 12 I 10 [ ch γ2(l – l 1)- ch γ 2 l 2]/ (γ 2sh γ 2 l) (3)
При l 1 = l 2 = 0, будем иметь:
U 20 = (Z 12 I 10 / γ 2) th γ 2(lp /2).
Если цепи короткие и |γ 2 l | << 1, то th γ2(l /2) = γ 2(l /2)и, следовательно:
U 20 = 0,5 Z 12 I 10 l = E /2.
Напряжение d U 2 l, действующее на дальнем конце цепи можно определить из выражения
d U 2 l = d I 2 x Z B2/[sh γ 2(l - x)].
После преобразований и подстановок, аналогичных выполненным выше для ближнего конца, получим полное напряжение U 2 l
|
U 2 l = Z 12 I 10 [ ch γ 2(l – l 2)- ch γ 2 l 1]/ (γ 2sh γ 2 l). (4)
Если длины цепей совпадают, т. е. l 1 = l 2 = 0, то
U 2 l = (Z 12 I 10 / γ 2) th γ 2(lp /2).
На ближнем и дальнем концах ток магнитного влияния имеет противоположные направления. Поэтому когда цепи короткие и th γ 2(l /2) = γ 2(l /2), то
U 2 l = - 0,5 Z 12 I 10 l = - E /2.
что соответствует лекц. 15 рис.1, б.
Провод изолирован на одном конце и заземлен на другом. В этом случае формула для определения напряжения, индуцированного на элементе d х и действующего на ближнем конце, будет иметь вид:
d U ’20 = d I 2 x Z B2/(sh γ 2 x) = Z 12 I 1 x Z B2 d x /[sh γ 2 x (Z Bx1+ Z Bx2)].
Пусть дальний конец замкнут на землю, тогда входное сопротивление
Z Bx2= Z B2 th γ 2(l – x). Учитывая, что I 1 x = I 10, получим
d U `20 = Z 12 I 10 Z B2d x /{ sh γ 2 x [ Z B2cth γ 2 x + Z B2th γ 2(l – x)]} =
= Z 12 I 10 ch γ 2(l – x) d x / ch γ 2 l.
Полное напряжение относительно земли на изолированном конце
После интегрирования и подстановки значений пределов интегрирования получим:
U `20 = Z 12 I 10 [ sh γ 2(l – l 1)- sh γ 2 l 2]/ (γ 2ch γ 2 l)
Если длины цепей 1 и 2 совпадают, то полное напряжение
U 20 = (Z 12 I 10 / γ 2) th γ 2 l.
Если цепи короткие и th γ 2 l = γ 2 l, то U 20 = Z 12 I 10 l = E.
При выводе формул, устанавливающих значения индуцированных напряжений и токов, предполагалось, что линии на участках сближения — параллельны. В реальных условиях параллельные сближения встречаются не часто. Поэтому, опуская погрешности в расчетах, к параллельным сближениям относят такие, у которых ширина сближения, т. е. кратчайшее расстояние между цепью 1 и цепью 2, отличается от среднего значения не более чем на 10%. Если это условие не соблюдается, сближения называют косыми (рис. 2, а).
Рис.2
Чтобы можно было воспользоваться полученными формулами расчета индуцированных напряжений и токов на участках косого сближения, эти участки заменяют параллельными с эквивалентной шириной сближения aэ. За эквивалентную ширину сближения принимают среднегеометрическое значение расстояний между линиями в начале и конце участка: aэ = . При этом длина участков сближения должна быть такой, при которой отношение большего расстояния между цепями к меньшему было бы не более трех (на рис. 2, б a2/a1 > 3). Эквивалентная длина определяется как проекция цепи, подверженной влиянию, на ось влияющей цепи.
|
Сближения, состоящие из параллельных и косых участков, называют смешанными или сложными. Для определения индуцированных напряжений и токов при таких сближениях сначала определяют напряжение или ток на каждом параллельном и косом участках. Затем результаты расчетов алгебраически складывают. Расчеты выполняют в пределах гальванически неразделенных участков цепей, подверженных влиянию, т. е. таких, которые не содержат трансформаторов, усилителей и т. п.
Приводимые в литературе формулы для практических расчетов влияний ВЛ и контактных сетей в различных режимах их работы составлены на основании формул, приведенных в лекциях 14, 15, 16. В этих формулах некоторые величины, являющиеся в условиях данного конкретного расчета постоянными, включаются в числовые коэффициенты (расчетная частота тока, коэффициент перехода от фазового напряжения к линейному и др.). Вводятся в расчетные формулы также коэффициенты экранирования заземленных проводов, металлических оболочек кабеля, рельсов и т. д. Теоретически определить значения ряда величин, входящих в расчетные формулы, невозможно, поэтому в инструктивных материалах по защите линий автоматики, телемеханики и связи приводятся режимы работы влияющих цепей, принимаемые при расчетах опасных и мешающих влияний; методика расчетов влияний; методика нахождения коэффициентов связи, коэффициентов экранирования металлических защитных покровов кабелей и т. д., а также другие сведения, необходимые или облегчающие выполнение расчетов, технические требования к обслуживанию линий. Обязательны для работников выполнение правил, имеющих отношение к проектированию, строительству и эксплуатации линий.
Некоторые положения из этих правил приводятся ниже.
Опасное электрическое влияние на цепи воздушных линий связи рассчитывают только при сближении с симметричными ВЛ с изолированной нейтралью в режиме заземления одной фазы и с несимметричными ВЛ и тяговыми сетями переменного тока, находящимися в нормальном режиме работы.
Опасное магнитное влияние рассчитывают для воздушных и кабельных линий в случае сближения: с симметричными ВЛ с заземленной нейтралью, полагая, что одна из фаз заземлена; с несимметричными ВЛ при заземлении фазы и нормальном режиме работы; с тяговыми сетями переменного тока при заземлении тяговой сети и вынужденном режиме ее работы и с симметричными ВЛ с изолированной нейтралью при заземлении двух фаз, если на линии связи имеются однопроводные цепи полуавтоматической блокировки с блок-механизмами.
|
Значение индуцированного напряжения относительно земли или индуцированной продольной э. д. с. на гальванически неразделенных проводах воздушных линий любой длины и жилах кабелей длиной до 40 км определяют без учета волновых процессов. Если длина кабельной линии превышает 40 км, расчеты производят с учетом волновых процессов.
Для вынужденного режима работы тяговой сети влияния определяют при всех практически возможных вариантах выключения тяговых подстанций. Значение влияющего тока не одинаково по длине плеча питания и зависит от числа находящихся на плече электровозов. Поэтому реальный влияющий ток принято в расчетах заменять эквивалентным, под которым подразумевается ток, одинаковый по всей длине сближения и оказывающий такое же влияние, как и действительный, имеющий ступенчатый характер изменения вдоль плеча питания.
При сближении с несимметричными ВЛ, в том числе и с тяговыми сетями переменного, тока, кроме индуктивного, возможно гальваническое влияние. В этом случае опасное напряжение
U мг =(U г2 + U м2)1/2,
U г, U м - напряжения магнитного и гальванического влияний соответственно.
Мешающее влияние ВЛ и тяговых сетей на телефонные каналы низкой частоты можно рассчитывать несколькими методами. Для наиболее точного расчета псофометрического напряжения сначала следует установить частоты и значения амплитуд напряжений и токов гармонических составляющих, действующих во влияющей линии. Затем определить индуцированные напряжения от влияния каждой гармоники, лежащей в тональном спектре, умножить полученные значения на соответствующие коэффициенты акустического воздействия и сложить по квадратичному закону. Такой метод расчета по гармоническим составляющим сложен, так как требует знания амплитуд гармоник напряжения и тока во влияющей линии и расчета по каждой гармонике отдельно.
Значительно проще, однако менее точно, можно определить значение индуцированного псофометрического напряжения, если влияющие напряжение и ток со всеми гармониками заменить эквивалентным по действию на телефонные цепи напряжением или током частотой 800 Гц. Мешающее влияние в этом случае рассчитывают только на одной частоте. Эквивалентное влияющее напряжение U э или ток Iэ могут быть определены как произведение псофометрических значений напряжения U пс или тока I пс, действующих во влияющей цепи, на поправочный коэффициент k п, учитывающий состав гармонических составляющих, расстояние между линиями, частотную зависимость величин, входящих в расчетные формулы, другие факторы. Таким образом, U э = U пс k п.
|
Значения U пс и I пс могут быть вычислены по формулам:
где U fi; I fi – эффективное значение i- й гармонической составляющей влияющего напряжения и тока соответственно;
p fi – коэффициент акустического воздействия i -й гармоники на частоте f.
Контрольные вопросы
1. Перечислите источники внешних влияний на цепи автоматики и связи.
2. При каких нагрузках относительно земли по концам провода рассчитывают опасные электрические (магнитные) влияния?
3. От каких высоковольтных линий передачи и в каком режиме необходимо рассчитывать опасные влияния?
4. От каких высоковольтных линий передачи и в каком режиме необходимо рассчитывать мешающие влияния?
5. Напишите уравнение связывающее напряжения и токи в начале и конце цепи, при любых нагрузках по концам цепи и для случая согласованных нагрузок.
|
|
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!