Kỹ thuật cao áp : Quá trình sóng điện trên đường dây tải điện part 4

Chia sẻ: Asgfkj Aslfho | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

104
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Do trong khoảng thời gian Δt đã thay thế đ−ờng cong bằng các đoạn thẳng của tiếp tuyến nên nếu chọn Δt càng bé thì sai số càng đ−ợc giảm thấp. Cách vẽ nói trên chỉ đúng trong thời gian t ≤ τ 2l tức là khi chưa sóng phản xạ từ đầu đường dây truyền tới. Sóng phản xạ từ cuối đường dây được xác định theo UC(t) = UC(t) − U(t) (hình 1725) và khi về tới đầu đường dây (nguồn) sẽ bị phản xạ trở lại. Vì nguồn được xem như có công suất lớn vô cùng nên...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật cao áp : Quá trình sóng điện trên đường dây tải điện part 4

2U ( t ) − U C ( t ) tgβ = chÝnh lµ ®é dèc cña tiÕp tuyÕn víi ®−êng cong UC(t) ë thêi ®iÓm T ⎛ dU C ⎞ t ⎜ tgβ = ⎟. ⎝ dt ⎠ Do trong kho¶ng thêi gian Δt ®· thay thÕ ®−êng cong b»ng c¸c ®o¹n th¼ng cña tiÕp tuyÕn nªn nÕu chän Δt cµng bÐ th× sai sè cµng ®−îc gi¶m thÊp. 2l C¸ch vÏ nãi trªn chØ ®óng trong thêi gian t ≤ τ tøc lµ khi ch−a sãng ph¶n x¹ tõ ®Çu ®−êng v d©y truyÒn tíi. Sãng ph¶n x¹ tõ cuèi ®−êng d©y ®−îc x¸c ®Þnh theo UC(t) = UC(t) − U(t) (h×nh 17- 25) vµ khi vÒ tíi ®Çu ®−êng d©y (nguån) sÏ bÞ ph¶n x¹ trë l¹i. V× nguån ®−îc xem nh− cã c«ng suÊt lín v« cïng nªn nã chØ thay dÊu mµ kh«ng biÕn d¹ng vµ khi trë l¹i cuèi ®−êng d©y sÏ xÕp chång lªn sãng tíi U(t). Do ®ã b¾t ®Çu tõ thêi ®iÓm t = τ , trong c¸ch vÏ ®å thÞ trªn h×nh 17-24 hµm sè ®iÖn ¸p t¸c dông ®−îc lÊy b»ng 2U(t) − 2Uf(t) ( chó ý r»ng hai hµm sè ®iÖn ¸p nµy lÖch nhau kho¶ng thêi gian τ). Nh− vËy ph−¬ng ph¸p tiÕp tuyÕn vÉn dïng ®−îc khi cã ph¶n x¹ nhiÒu lÇn. Th−êng c¸c kho¶ng thêi gian Δt lÊy ®Òu nhau U nh−ng ®Ó cã ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt c©n flµm sao cho c¸c U(t) ®iÓm ph©n chia Δt trïng víi c¸c ®iÓm ®Æc biÖt cña ®−êng Ut(t) cong ®iÖn ¸p t¸c dông. VÝ dô trªn h×nh 17-24 cÇn chia Uf(t) t kho¶ng thêi gian Δt4 thµnh hai kho¶ng nhá vµ chän ®iÖn ¸p ë cuèi cña kho¶ng ®Çu b»ng trÞ sè trung b×nh cña ®iÖn H×nh 17-25 ¸p chç nh¶y vät. X¸c ®Þnh sãng ph¶n x¹ trong s¬ ®å h×nh 17-23. §17-7. Quy t¾c vÒ sãng ®¼ng trÞ. Thùc tÕ cã thÓ gÆp tr−êng hîp m nhiÒu phÇn tö ( ®øêng d©y, c¸c tham 2 Umx sè tËp trung RLC) nèi vµo cïng ®iÓm U2x nót nh− trªn h×nh 17-26. C¸c phÇn tö Uxm U U1x x2 U nx nµy cã tæng trë sãng Z1, Z2, .... Zn däc n 1 x theo chóng cã c¸c sãng d¹ng bÊt kú Ux1 Uxn U1, U2, ... Unx truyÒn vÒ phÝa ®iÓm Zx nót. T¹i ®iÓm nót cã ghÐp phÇn tö Zx (tham sè tËp trung). NÕu gi÷a c¸c H×nh 17-26 phÇn tö nµy kh«ng cã ph¸t sinh ngÉu Quy t¾c vÒ sãng ®¼ng trÞ. hîp víi nhau vµ quy −íc chiÒu dßng ®iÖn ®i vÒ phÝa ®iÓm nót lµ chiÒu d−¬ng th× cã thÓ viÕt ®−îc c¸c ph−¬ng tr×nh sau ®©y: http://www.ebook.edu.vn
U = U1x + Ux1 =...= Umx + Uxm (17-46) ( m = 1,2 ,..., n ) n ∑ (i + ixm ) = i x (17-47) xm m−1 U mx = Z mimx víi : U xm = − Z m ixm Suy ra: n n n U mx U U 1 ∑1 Z m−1 Z − ∑ xm = 2 ∑ mx − U x ∑ ix = m−1 Zm m−1 Zm m− m m n 1 ∑ Chia c¶ hai vÕ cho sÏ ®−îc: m−1 Z m Ux + ixZd.tr = 2Ud.tr (17-48) trong ®ã: U x − ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm nót x. ix − dßng ®iÖn ®i trong phÇn tö Zx . 1 = Z1 // Z2 // ... // Zn Zd .tr = n 1 ∑1 Z m− m n Zd .tr ∑ Zd .tr = U mx m−1 Zm Tõ biÓu thøc trªn cã thÓ rót ra ®−îc quy t¾c: ®Ó tÝnh to¸n trÞ sè ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn ë ®iÓm nót cã thÓ thay thÕ c¸c tham sè ph©n bè ( ®−êng d©y) b»ng tham sè tËp trung h×nh thµnh m¹ch gåm Zd.tr vµ Zx ghÐp nèi tiÕp víi nguån e = 2Ud.tr cã trÞ sè b»ng tæng sè c¸c sãng khóc x¹ t¹i ®iÓm nót víi gi¶ thiÕt Zx = ∞. n Zd .tr ∑α ∑2 e= U mx = U mx = 2U d .tr mx Zm m−1 m−1 Zd .tr α mx = 2 lµ hÖ sè khóc x¹ t¹i ®iÓm x cña sãng truyÒn tõ m¹ch Zm. Zm §17-8. ¶nh h−ëng cña vÇng quang xung kÝch ®èi víi truyÒn sãng. Nh− ®· tr×nh bµy ë trªn, khi sãng cã ®iÖn ¸p rÊt lín th× trªn d©y dÉn sÏ xuÊt hiÖn vÇng quang, g©y tæn hao n¨ng l−îng vµ lµm biÕn d¹ng sãng. §Ó ®i ®Õn c¸c ph©n tÝch tÝnh chÊt lý luËn vÒ ¶nh h−ëng cña vÇng quang xung kÝch ®èi víi qu¸ tr×nh sãng trªn ®−êng d©y cÇn ph©n biÖt mét sè ®iÓm kh¸c nhau gi÷a vÇng quang xung kÝch víi vÇng quang æn ®Þnh cña ®iÖn mét chiÒu hay xoay chiÒu. http://www.ebook.edu.vn
Tr−íc hÕt vÇng quang xung kÝch cã kÕt cÊu tia s¸ng chãi c¸ biÖt, sè tia trªn ®¬n vÞ mÆt ngoµi cña +q d©y dÉn khi cùc tÝnh ©m nhiÒu h¬n so víi cùc tÝnh d−¬ng nh−ng l¹i ng¾n h¬n.§iÖn dÉn cña tia rÊt lín nªn mét phÇn ®iÖn tÝch cña d©y dÉn sÏ ®i vµo tia vµ tËp trung ë ®Çu tia. Khi ®iÖn ¸p t¨ng th× ®é dµi tia -U C® Chh t¨ng, ®iÖn tÝch ®i vµo trong tia cµng nhiÒu vµ t¹o 0 Ct nªn dßng ®iÖn kh¸ lín lµm ph¸t nãng khe phãng ®iÖn. NhiÖt ®é ph¸t nãng cã thÓ ®¹t tíi 2000oC hoÆc cao h¬n , víi nhiÖt ®é nµy c−êng ®é tr−êng tíi h¹n -q ®Ó ph¸t sinh vÇng quang gi¶m thÊp chØ cßn kho¶ng H×nh 17-27 293 Evq = 30. = 4 ,5kV / cm ( 30kV/m lµ trÞ sè tr−êng §Æc tÝnh v«n -cul«ng cña 2000 vÇng quang xung kÝch tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang t¹i nhiÖt ®é b×nh th−êng 293oK). Nh©n t« sion ho¸ chñ yÕu vÉn lµ ion ho¸ va ch¹m mµ ch−a ph¶i lµ ion ho¸ nhiÖt v× nhiÖt ®é trong khe ch−a ®¹t tíi møc 4000 ÷ 5000oC . Do kÕt cÊu tia lµ c¸c khe phãng ®iÖn c¸ biÖt kh«ng tiÕp gi¸p nhau nªn kh«ng cã thµnh phÇn dßng ®iÖn däc trôc ®i men theo vµnh ®ai vÇng quang ( nh− trong vÇng quang mét chiÒu vµ xoay chiªï) do ®ã vÇng quang xung kÝch kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn trÞ sè ®iÖn c¶m cña ®−êng d©y. Ng−îc l¹i sù di chuyÓn ®iÖn tÝch tõ d©y dÉn tíi vµnh ®ai vÇng quang lµm cho ®iÖn dung cña ®−êng d©y thay ®æi rÊt nhiÒu. §Æc tÝnh v«n - cul«ng cña vÇng quang xung kÝch ®−îc biÓu thÞ trªn h×nh 17-27. §o¹n th¼ng xiªn øng víi sù biÕn ®æi cña ®iÖn tÝch khi ch−a cã vÇng quang, ®é dèc cña nã tû lÖ víi trÞ sè ®iÖn dung h×nh häc cña ®−êng d©y. Khi xuÊt hiÖn vÇng quang ®iÖn dung ®−êng d©y kh«ng cã trÞ sè cè ®Þnh v× quan hÖ gi÷a ®iÖn tÝch vµ ®iÖn ¸p kh«ng cßn lµ tuyÕn tÝnh. Nh−ng ®Ó thuËn tiÖn, ®−a q dq ra kh¸i niÖm vÒ ®iÖn dung tÜnh C1 = vµ ®iÖn dung ®éng Cd = vµ kh«ng xÐt ®Õn tæn hao, u du ph−¬ng tr×nh vi ph©n (17-5) sÏ ®−îc viÕt l¹i d−íi d¹ng: δi δq δt δu δu − = = . = Cd (17-49) δx δt δu δt δt T−¬ng tù nh− ë ®−êng d©y kh«ng tæn hao, cã thÓ cho r»ng nghiÖm cña ph−¬ng tr×nh vi ph©n cã d¹ng u = f ( x − vt ) . ë ®©y tèc ®é truyÒn sãng: 1 1 1 c v= = = . (17-50) LCd LChh Cd Cd Chh Chh lµ hµm sè cña Cd vµ còng lµ hµm sè cña ®iÖn ¸p. http://www.ebook.edu.vn
§Ó vËn dông nghiÖm trªn vµo tÝnh to¸n biÕn d¹ng cña sãng, ph©n chia thµnh phÇn líp nh− trªn h×nh du3 du2 17-28. C¸c líp sãng cã møc ®iÖn ¸p kh¸c nhau sÏ cã tèc du1 ®é truyÒn sãng kh¸c nhau, líp bªn trªn di chuyÓn chËm Uvq t h¬n so víi líp bªn d−íi sÏ g©y nªn sù biÕn d¹ng cña a) sãng. Δ t3 NÕu sãng truyÒn ®−îc ®o¹n dµi l th× thêi gian Δ t2 du3 Δ t1 du2 chËm trÔ cña líp sãng møc u lµ: du1 v Uvq 1− c = l .1 − β t lll Δt = − = . b) cβ vccv c v 1 H×nh 17-28 víi β = = . c Cd / Chh TÝnh to¸n biÕn d¹ng sãng do t¸c dông cña vÇng quang xung kÝch. Nh− vËy nÕu cã ®−îc ®−êng ®Æc tÝnh v«n -cul«ng c) Sãng ë ®Çu ®−êng d©y. d) Sãng khi truyÒn ®−îc ®o¹n ®−êng l. cña vÇng quang xung kÝch th× cã thÓ x¸c ®Þnh trÞ sè Cd vµ tÝnh to¸n ®−îc biÕn d¹ng cña sãng (h×nh 17- 28b). Phãng ®iÖn vÇng quang cßn cã ¶nh h−ëng ®Õn sù truyÒn sãng trong hÖ thèng nhiÒu d©y dÉn, cô thÓ lµ lµm t¨ng hÖ sè ngÉu hîp. §Ó ph©n tÝch ¶nh h−ëng nµy cÇn nh¾c l¹i hÖ sè thÕ: 1 2hk 1 α kk = = In 2πε rk Ck hÖ sè nµy tû lÖ ng−îc víi ®iÖn dung cña d©y dÉn ®èi víi ®Êt vµ hÖ sè ngÉu hîp h×nh häc cña d©y 2 ®èi víi d©y 1 ®−îc x¸c ®Þnh theo: Z 21 α 21 kα kk = = α 21 . C1 = Z11 α 11 Khi ®iÖn ¸p trªn d©y v−ît qu¸ trÞ sè tíi h¹n ®Ó ph¸t sinh vÇng quang th× ®iÖn dung cña d©y nµy t¨ng vµ hÖ sè ngÉu hîp ë tr¹ng th¸i tÜnh sÏ b»ng : C1t k12 t = α 21 . C1t = k12 (17-51) C1hh KÕt qu¶ nµy kh«ng thÓ dïng cho tr¹ng th¸i sãng v× trÞ sè qu¸ lín ( k12 t lín gÊp 2 ÷ 4 lÇn trÞ sè k12 ). §Ó x¸c ®Þnh hÖ sè ngÉu hîp ë tr¹ng th¸i sãng, nghiªn cøu sù truyÒn sãng cña líp sãng møc u däc theo d©y dÉn 1 cã vÇng quang khi cã tån t¹i d©y dÉn 2 c¸ch ®iÖn vµ ®Æt song song víi nã (h×nh 17-29). http://www.ebook.edu.vn
Nguån ®iÖn ¸p nèi víi ®iÓm A, trªn d©y 1 vµ truyÒn sãng vÒ hai phÝa víi tèc ®é v < c . Líp sãng xuÊt hiÖn trªn d©y 2 do ngÉu hîp cã trÞ sè b»ng d( k1u ) vµ truyÒn sãng víi tèc ®é ¸nh s¸ng ( v× ®iÖn ¸p bÐ ch−a ®ñ ®Ó ph¸t sinh vÇng quang). Nh− vËy tíi thêi ®iÓm t líp sãng trªn d©y 1 ®i ®−îc ®o¹n ®−êng vt cßn ë d©y 2 sÏ ®i ®−îc ®o¹n ®−êng ct , do ®ã mËt ®é ®iÖn tÝch trªn v d©y 2 sÏ bÞ gi¶m thÊp theo tû lÖ β = vµ ®iÖn c vt vt ¸p trªn nã còng gi¶m ®i chõng Êy lÇn: v 1v + +du1 + + + + + du2 + du 2 = β d ( k t u ) 17-52) A1 d(ktu) u u2 t = ∫ β d ( k t u ) + + + + du1 + + + + du2 + + + + 2 0 A2 Thay c¸c trÞ sè cña vµ k t cuèi cïng rót ra ®−îc: H×nh 17-29 u u2 = ∫ γkdu = γku = k 1u X¸c ®Þnh hÖ sè ngÉu hîp gi÷a d©y 2 (17-53) kh«ng cã vÇng quang ®èi víi d©y 1 0 cã vÇng quang TrÞ sè γ = k / kd gäi lµ hÖ sè hiÖu chØnh cña hÖ sè ngÉu hîp cã vÇng quang. TÝnh to¸n c¸c hÖ sè β, γ dùa trªn ®Æc tÝnh v«n - cul«ng cho kÕt qu¶ chÝnh x¸c nh−ng rÊt c«ng phu nªn th−êng dïng c«ng thøc tÝnh gÇn ®óng víi gi¶ thiÕt r»ng trong ph¹m vi vµnh ®ai vÇng quang cùêng ®é trøêng theo phng b¸n kÝnh b»ng kh«ng vµ tr−êng ë ngoµi bªn cña nã cã trÞ sè b»ng trÞ sè trung b×nh (Etb), trÞ sè nµy ®−îc x¸c ®Þnh dùa trªn sù so s¸nh gi÷a kÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ thùc nghiÖm. 1,15hEtb Ig u β = 1,16 (17-54) 2h Ig r 2h Ig 1 r γ= (17-35) 1,16 Ig 2 ,5hEtb u Trong c«ng thøc : h − ®é treo cao trung b×nh cña d©y dÉn, m. r − b¸n kÝnh d©y dÉn, m. u − trÞ sè ®iÖn ¸p, kV. Etb − lÊy b»ng 9 kV/cm ®èi víi sãng cùc tÝnh d−¬ng vµ 21kV/cm ®èi víi sãng cùc tÝnh ©m. http://www.ebook.edu.vn
§èi víi c¸c ®−êng d©y cao ¸p, hÖ sè ngÉu hîp ®éng (kd) th−êng lín h¬n so víi hÖ sè ngÉu hîp h×nh häc (k) kho¶ng 10÷ 30%. http://www.ebook.edu.vn