Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Длинные линии. Основные положения и решения. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.08.2026
Размер:
1 Мб
Скачать

Рис.2.9. Рис.2.10.

Зависимости между падающими и отраженными волнами определяются по (2.46). Волна отражается от места перехода на линию с другим волновым сопротивлением без перемены знака, если zв 2 zв1

(рис.2.9). Если же zв 2 zв1 , то отражение происходит с

переменой знака (рис.2.10).

Нагрузка линии также определяет значения падающих и отраженных волн. При разрыве (х.х. линии) происходит удвоение волны напряжения и обнуление волны тока (рис.2.11):

zн z

в 2 ,

и2

2иn1

 

zв 2

 

2иn1 .

 

z

в1 z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Но:

и2 и1

иn1

и01.

 

Откуда: u01 u2 un

un1.

Учитывая, что:

 

i

 

 

и0

 

,

получаем:

 

 

0

zв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u u

П uO 2uП ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uП

 

uO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i iП

iO

 

 

 

 

 

 

0.

 

 

 

 

zB1

zB1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51

При коротком замыкании, когда zn zв 2

0

происходит удвоение волны тока и обнуление волны напряжения (рис.2.12):

u u

п uо 0;

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

uо

 

 

 

 

 

п

 

 

i i

п

iо

 

 

 

 

 

 

2iп .

zв1

z

 

 

 

 

 

 

в1

 

Рис.2.11. Рис.2.12.

При подключении к длинной линии нескольких линий с разными волновыми сопротивлениями линия с волновым сопротивлением zB1 разветвляется на две парал-

лельные линии с волновыми сопротивлениями zB 2 и zB3 (рис.2.13). На стыке линий:

u1 u2 u3 , i1 i2 i3 ,

где:

u1 un1

u01

или:

i

un1

u01

 

 

 

1

 

zв1

 

 

 

и i1 un1 u01 .

zb1 zb1

 

un1 u01

 

un1 u01

.

(2.48)

 

 

 

zв 2

 

zв3

 

 

 

zВ3

zВ1

u3

i3

 

u1

 

i2

 

u2

 

i1

zВ2

 

 

Если падающая волна имеет величину

Рис.2.13.

52

uП , то, в соответствии со схемой замещения, отраженная волна будет равна из (2.48):

 

 

1

 

1

 

1

 

 

 

1

 

1

 

1

 

u

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

zв 2

 

 

 

 

n1

 

 

zв 2

 

 

 

 

zв1

 

 

zв3

 

zв1

 

 

zв3

Откуда: u

 

u

 

 

zв 2 zв3 zв1 zв3

zв1 zв 2

.

 

01

n1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zв 2 zв3 zв1 zв3

zв1 zв 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Но, т.к. u2

un2

un1 u01, значение напряжения u2,

которое пройдет через стык, будет равно:

 

 

 

 

 

zв 2 zв3 / zв 2 zв3

zв 2 zв3 / zв 2 zв3

 

u2 2u

п

 

 

2uп

 

 

zв1 (zв 2 zв3 / zв 2 zв3 )

zв1 zв 2 zв1 zв3 zв 2 zв3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zв 2 zв3

 

2uп

 

 

 

zв 2 zв3

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

в1 zв 2 zв1 zв3 zв 2 zв3

 

 

 

Этой величине равны волны напряжения, которые

пойдут по

линиям с

 

волновыми сопротивлениями zв 2 и

zв3 , т.е. преломленные волны.

 

 

 

Отраженная волна, которая пойдет по линии с волновым сопротивлением zв1 , будет характеризоваться напряжением:

u u

 

u

 

 

 

2uп zв 2 zв3

u

 

 

2uп zв2 zв3 uп zв1zв2 uп zв1zв3 uп zв2 zв3

 

2

п

 

 

п

 

O

 

 

zв1zв 2

zв1zв3 zв 2 zв3

 

 

zв1zв 2

zв1zв3 zв 2 zв3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zв2 zв3 zв1zв 2 zв1zв3 uп . zв1zв 2 zв1zв3 zв2 zв3

Таким образом определяются отраженные (появившиеся в результате отражения от неоднородности) и преломленные (прошедшие через неоднородность) волны, расчет которых осуществляется по схемам замещения линии с сосредоточенными параметрами.

53

Длинные линии с распределенными параметрами имеют ряд преимуществ и недостатков. Преимущества длинных линий.

1)В длинных линиях фазовая скорость не зависит от частоты и фазовые искажения практически отсутствуют.

2)В отсутствии обратной волны вся мощность, переносимая прямой волной к концу линии, поглощается сопротивлением нагрузки.

3)В линии без потерь нет ослабления волн, волновое сопротивление активное и не зависит от частоты.

К недостаткам длинных линий следует отнести:

1)В длинных линиях преобладают токи смещения и

утечки.

2)При разных сечениях длинной линии ток в проводах не одинаков.

3)Наличие в длинных линиях узлов и пучностей напряжений и токов.

4)В некоторых случаях, при прохождении волны через неоднородность, напряжение преломленной волны больше напряжения падающей волны.

10.Примеры решения задач по длинным линиям. Задача №1.

Трёхфазная сталеалюминевая воздушная линия электропередачи сечением 400 мм2 и длинной 900 км имеет следующие параметры , , , .

Найти фазное напряжение ток и активную мощность в начале линии (на станции), если фазное напряжение на

54

приемном конце 220 кВ, активная мощность 300 МВт и коэффициент мощности нагрузки равен 1.

Волновое сопротивление

Коэффициент распространения:

55

Мощность

трёх

фаз

в

начале

линии:

56

Задача №2.

Для линии задачи №1 вычислить фазовую скорость волны, длину волны и КПД.

λ

Задача №3.

В конце линии задачи №1 произошел сброс нагрузки. Определить линейное напряжение в конце линии и ток в начале её, считая, что фазное напряжение на станции осталось неизменным и равным 222кВ.

57

Уравнения линии связывают

и

,

и

В случае сброса нагрузки (отключение, х.х.):

Задача №4.

Определить естественную (натуральную) мощность в конце линии задачи №1. Для этого же режима найти лишнее напряжение и ток в начале линии. Фазное напряжение в конце линии равно 220 Кв.

Режим передачи естественной (натуральной) мощность:

58

кВ,

кВ,

кА А

=

Мощность 3 фаз = 3

Или

59

Согласованная нагрузка

МВа

Задача №5.

Кабельная линия длинной нагружена согласованной нагрузкой.

Параметры линии:

,

,

,

.

Определить

 

если

.

Построить векторную диаграмму токов и топографическую напряжений в начале и в конце линии.

Решение.

.

60