Добавил:

student_tipo Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Балаковский институт техники, технологии и управления

Предмет:

Теоретические основы электротехники

Файл:

методические указания для лабораторных работ / РАСЧЕТ СОБСТВЕННЫХ И ВЗАИМНЫХ ЧАСТИЧНЫХ ЕМКОСТЕЙ СИСТЕМЫ ПРОВОДНИКОВ

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

26.01.2014

Размер:

611.44 Кб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет Балаковский институт техники, технологии и управления

РАСЧЕТ СОБСТВЕННЫХ И ВЗАИМНЫХ ЧАСТИЧНЫХ ЕМКОСТЕЙ СИСТЕМЫ ПРОВОДНИКОВ

Методические указания к выполнению практической работы по курсу “Теоретические основы электротехники”

для студентов специальностей 100200.62 (бакалавр) и 100400 (специалист)

всех форм обучения

Одобрено редакционно-издательским советом Балаковского института техники,

технологии и управления

Балаково 2008

Ц е л ь р а б о т ы: изучить методику расчета и выполнить расчет соб-

ственных и взаимных частичных емкостей системы проводов по варианту задания.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Пять параллельных проводников расположены параллельно проводя-

щей поверхности (земле). Потенциал каждого провода определяется авто-

номным источником питания, включенным между проводом и проводящей поверхностью, потенциал которой принимается за нулевой. Значения по-

тенцииалов проводников приведены в табл. 1.

Радиусы r проводников, их марка и координаты X и Y относительно выбранной системы координат (рис. 1) приведены в табл. 2.

Рассчитать:

1. Потенциальные коэффициенты .

2. Линейную плотность зарядов каждого проводника.

3. Емкостные коэффициенты .

2.Собственную частичную емкость каждого проводника.

3.Взаимные частичные емкости всех проводников.

Начертить электрическую схему взаимосвязи проводников друг с дру-

гом и с проводящей поверхностью посредством частичных емкостей.

Оценить величину (долю) заряда , обусловленную собственным по-

тенциалом проводника и потенциалами соседних проводников.

Варианты заданий 1-20 даны для произвольного расположения про-

водников (рисунок 1а). Для вариантов 21-50 расположение проводников определяется опорой линии электропередач (рисунок 1б).

Технические характеристики проводов ЛЭП приведены в табл. 3. Дан-

ные таблицы позволяют определить геометрические параметры проводов по марке проводов, заданной в табл. 2.

Таблица 1

Значения потенциалов проводников относительно проводящей

поверхности

№ проводника

	1

	2

	3

	4

	5
		,В
	6

	7
	7	проводников

	8
	8

	9

	10

	11	Потенциалы

	12
	12

	13

	14

	15

варианта	16

	17
	17

	18
№
	19


	20

	21

	22
		кВ
	23

	24	,
		,
	25	проводников

	26
	26

	27

	28
		Потенциалы
	29

	30
	30

	31

	32

	33

	34

1	2	3	4	5
10	30	50	70	25

35	45	20	40	55

50	15	25	80	25

15	35	45	30	60

70	60	50	40	30

100	200	300	500	600

550	350	250	125	150

375	225	200	300	400

400	300	350	200	170

320	45	230	150	75

55	180	250	370	120

230	140	210	420	300

200	150	130	220	330

160	215	360	210	50

90	190	145	250	90

470	95	180	210	320

90	110	30	400	310

210	45	80	60	200

330	230	130	200	110

140	80	200	70	103

100	170	220	0	-

220	100	150	0	0

130	210	70	0	-

140	220	50	0	-

110	75	210	0	-

200	145	10	0	-

230	30	190	75	210

60	180	220	190	200

150	230	105	0	-

30	200	240	0	-

215	30	120	160	-

95	175	240	150	50

80	160	210	0	-

130	205	195	30	120

Продолжение таблицы 1

№ проводника			1	2	3	4	5

	35		5	35	20	0	-

	36		34	17	7	0	-

	37		30	33	10	0	-

	38	кВ	35	4	25	12	31

	39		28	16	3	32	17
	39	,	28	16	3	32	17

	40		2	35	29	0	-
	40	проводников	2	35	29	0	-
варианта
варианта	41		2	0,4	10	-	-
	41		2	0,4	10	-	-

	42		0,6	6	1,5	-	-

	43		10	1,4	35	0	0

№	44	Потенциалы	7	33	15	-	-

	45		35	2	20	0	0
	45		35	2	20	0	0

	46		14	21	34	-	-

	47		110	25	75	17	0

	48		30	110	15	90	0

	49		220	50	110	-	-

	50		170	220	40	0	0

	51		310	240	90	190	25

Таблица 2

Радиусы проводов, их координаты относительно проводящей поверхности,

марка проводов

№ проводника			1	2	3	4	5

		x	0	0,3	0,4	0,6	0,7
	1
	1	y	0,2	0,5	0,55	0,3	0,4
		y	0,2	0,5	0,55	0,3	0,4

		r	2	3	3	2	5

		x	0	0,2	0,4	0,5	0,8

	2	y	0,3	0,4	0,6	0,7	0,3
	2
варианта		r	3	2	1	1	2

		x	0,05	0,1	0,3	0,6	0,7
		x	0,05	0,1	0,3	0,6	0,7

	3	y	0,5	0,1	0,2	0,4	0,6
	3
№		r	2	3	4	1	5
№
		x	0,07	0,2	0,35	0,4	0,75

	4	y	0,5	0,1	0,3	0,4	0,55
	4
		r	4	4	4	3	3

		x	0	0,15	0,25	0,45	0,6

	5	y	0,7	0,3	0,4	0,7	0,7
	5

Продолжение таблицы 2

	5	r	2	1	1	2	3

		x	0,1	0,3	0,8	0,9	1,0

	6	y	0,4	0,4	0,5	0,1	0,6
	6
		r	2	1	2	1	2

		x	0	0,2	0,5	0,7	1,1

	7	y	0,5	0,3	0,7	0,8	0,8
	7
		r	2	2	2	2	5

		x	0,2	0,5	0,8	1,1	1,3

	8	y	0,2	0,5	0,55	0,3	0,4
	8
		r	2	3	3	3	2

		x	0,1	0,5	0,55	0,8	1,2

	9	y	0,8	0,3	0,03	0,7	0,5
	9
		r	2	2	3	3	3

		x	0	0,3	0,6	0,7	1,2

	10	y	0,5	0,8	0,3	0,7	1,2
	10
		r	3	3	3	2	3

		x	0	0,4	0,5	0,9	1,3
варианта
	11	y	0,9	0,3	0,5	0,3	0,8
		x	0,05	0,7	0,9	1,1	1,5

		r	2	3	3	2	3
№

	12	y	0,5	0,8	0,3	0,6	0,9
		y	0,5	0,8	0,3	0,6	0,9

		r	3	1	3	1	2

		x	0	0,6	0,9	1,0	1,4

	13	y	0,7	0,3	0,8	0,9	1,2
	13
		r	3	1	1	3	2

		x	0	0,4	0,8	1,1	1,3

	14	y	0,8	0,8	0,2	0,7	0,5
	14
		r	3	3	3	5	2

		x	0	0,5	0,7	1,2	1,3

	15	y	0,1	0,5	0,8	1,0	0,9
	15
		r	1	2	3	4	5

		x	0	0,45	0,9	1,3	1,5

	16	y	0,4	0,9	0,5	0,3	1,3
	16
		r	5	4	3	2	1

		x	0	0,8	1,0	1,4	1,6

	17	y	0,5	0,2	0,9	0,4	1,0
	17
		r	1	5	2	4	3

		x	0	0,7	1,1	1,3	1,7

	18	y	0,4	0,9	0,2	0,2	0,8
	18

Продолжение таблицы 2

	18	r	3		5	2	5	2

		x	0		0,6	1,0	1,1	1,2

	19	y	0,5		0,3	0,9	0,4	1,1
	19
		r	10		10	10	15	5

		x	0		0,8	1,2	1,2	1,2

	20	y	0,5		0,2	0,7	0,4	1,1
	20
		r	5		10	5	10	5

		x	-3,9		6,1	3,5	0	-

	21	y	25,5		25,5	32	36	-
	21
				Марка проводов АС 400 / 51

		x	-3,9		6,1	3,5	- 1,8	1,8

	22	y	25,5		25,5	32	38,5	38,5
	22
				Марка проводов АС 300 / 39

		x	- 6,0		6,0	3,3	0	-

	23	y	25,5		25,5	31,5	36,0	-
	23
				Марка проводов АС 400 / 22

		x	- 6,0		6,0	3,3	0	-
варианта
	24	y	30,0		30,0	36	40,5	-
		x	- 6,0		6,0	3,3	0	-

				Марка проводов АС 330 / 30
№

	25	y	19,5		19,5	25,5	30	-
		y	19,5		19,5	25,5	30	-

				Марка проводов АС 400 / 18

		x	- 6,0		6,0	3,3	0	-

	26	y	15,0		15,0	21	25,5	-
	26
				Марка проводов АС 330 / 43

		x	- 4,2		4,2	- 6,4	6,4	- 3,5

	27	y	22,5		22,5	29	29	35
	27
				Марка проводов АС 300 / 48

		x	- 4,2		4,2	- 6,4	6,4	3,5

	28	y	17,5		17,5	24	24	30,5
	28
				Марка проводов АС 400 / 51

		x	- 5,5		7,5	5,5	0	-

	29	y	22,5		22,5	29	38,2	-
	29
				Марка проводов АС 400 / 51

		x	- 6,6		6,6	4,6	0	-

	30	y	10,5		10,5	17	25,1	-
	30
				Марка проводов АС 300 / 24

		x	- 6,6		6,6	- 4,0	5,5	-

	31	y	10,5		10,5	18,6	18,6	-
	31

№ варианта

Продолжение таблицы 2

31			Марка проводов АС 300 / 66

	x	- 4,6		4,6	- 6,6	6,6	- 4,6

32	y	10,5		10,5	17	17	23,5
32
			Марка проводов АС 400 / 18

	x	- 6,6		6,6	4,6	0	-

33	y	15,5		15,5	22	30,1	-
33
			Марка проводов АС 400 / 51

	x	- 4,6		4,6	- 6,6	6,6	4,6

34	y	15,5		15,5	22	22	28,5
34
			Марка проводов АС 400 / 22

	x	- 1,0		1,7	1,0	0	-

35	y	10,8		10,8	13,3	15,65	-
35
			Марка проводов АС 470 / 11

	x	- 1,6		1,6	1,0	0	-

36	y	10,3		10,3	13,3	15,65	-
36
			Марка проводов АС 95 / 16

	x	- 1,0		2,0	1,3	0	-

37	y	10,3		10,3	13,3	13,9	-
37
			Марка проводов АС 120 / 19

	x	- 1,75		1,75	- 2,5	2,5	1,75

38	y	12,5		12,5	15,5	15,5	18,5
38
			Марка проводов АС 150 / 24

	x	- 1,75		1,75	- 2,5	2,5	1,75

39	y	10,5		10,5	14,5	14,5	18,5
39
			Марка проводов АС 95 / 141

	x	- 1,75		1,75	1,75	0	-

40	y	10,0		10,0	14,0	19,3	-
40
			Марка проводов АС 120 / 27

	x	- 0,5		0,5	0	-	-

41	y	8,64		8,64	9,64	-	-
41
				Марка проводов ПС 50

	x	- 0,15		0,15	- 0,15	-	-

42	y	7,9		8,65	9,4	-	-
42
				Марка проводов А 120

	x	- 3,0		0	3,0	- 1,5	1,5

43	y	12,65		12,65	12,65	16,65	16,65
43
				Марка проводов ПС 50

	x	3,0		- 3,0	0	-	-

44	y	10,9		10,9	10,9	-	-
44

№ варианта

Продолжение таблицы 2

44			Марка проводов АС 70 / 11

	x	- 4,0		0	4,0	- 2,0	2,0

45	y	12,65		12,65	12,65	16,65	16,65
45
			Марка проводов АС 185 / 29

	x	0		- 4,0	4,0	-	-

46	y	11,15		11,15	11,15	-	-
46
			Марка проводов АС 150 / 24

	x	- 2,0		2,0	- 3,5	3,5	0

47	y	13,5		13,5	16,5	16,5	22,2
47
			Марка проводов АС 120 / 19

	x	- 3,5		3,5	- 2,0	2,0	0

48	y	16,5		16,5	19,5	19,5	22,5
48
			Марка проводов АС 240 / 32

	x	- 2,8		4,8	2,8	0	-

49	y	14,5		14,5	21,5	24	-
49
			Марка проводов АС 300 / 39

	x	- 13,8		0	13,8	- 11,1	11,1

50	y	21,2		21,2	21,2	25,2	25,2
50
				Марка проводов АС 400 / 51

	x	- 10,0		- 3,0	3,0	10,0	8,6

51	y	16,0		16,0	16,0	16,0	21,5
51
				Марка проводов АС 300 / 204

Примечание. Координаты проводников приведены в метрах, а их ра-

диусы в миллиметрах.

								Таблица 3
		Характеристики проводов

№	Марка	Диаметр,	Сечение,	№	Марка		Диаметр,		Сечение,
п/п	провода	мм	мм2	п/п	провода		мм		мм2
1	ПС 25	-	24,6	17	АС 240 / 39		21,6		-

2	ПС 50	-	49,4	18	АС 240 / 56		-		297,3

3	ПС 70	11,5	-	19	АС 300 / 39		24		-

4	АС 70 / 11	-	79,3	20	АС 300 / 48		-		342,8

5	АС 70 / 72	15,4	-	21	АС 300	/ 66	24,5		-

6	АС 95 / 16	-	111,3	22	АС 300	/ 67	-		356,3

7	АС 95 / 141	19,8	-	23	АС 300	/ 204	-		502,0

8	А 120	-	117	24	АС 330	/ 30	24,8		-

Продолжение таблицы 3

9	А 150		15,8	-	25	АС 330 / 43		-	375,1

10	АС 120 / 19		-	136,8	26	АС 400 / 18		26	-

11	АС 120 / 27		15,5	-	27	АС 400 / 22		-	416,0

12	АС 150 / 24		-	173,2	28	АС 400 / 51		-	445,1

13	АС 185 / 29		18,8	-	29	АС 400	/ 64	27,7	-

14	АС 185	/ 43	-	228,1	30	АС 500	/ 27	-	507,6

15	АС 185	/ 128	23,1	-	31	АС 500	/ 64	30,6	-

16	АС 205	/ 27	-	231,6	32	АС 500	/ 204	-	700,0

y, м
y4			4
y2	2		4
y5				5
				5
y1	1
y3			3	x2
y3			3	x1
				x1
				x, м
	x2	x3	x4	x5

y, м

4
x3
3	у4
3

1 2

y1 у3

x, м

а) б)

Рис. 1. Расположение проводников относительно проводящей поверхности:

а – для вариантов 1-20; б – для вариантов 21-50

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Заряженной осью называется тонкий бесконечной длины проводник,

который характеризуется линейной плотностью зарядов . Под линейной плотностью зарядов понимают заряд единицы длины проводника:

	,	(1)
l

где l – длина участка проводника,

q – заряд на участке l проводника.

Понятие заряженной оси является математической идеализацией ре-

ального проводника и применяется для расчета электрического поля реаль-

ного проводника, если его длина во много раз больше радиуса (l >> r).

Потенциал электрического поля уединенной заряженной оси:

		ln	1	,	(2)
2		ln	R	,	(2)
	a

где - потенциал поля в точке на расстоянии r от оси проводника,

– абсолютная диэлектрическая проницаемость среды,

R – расстояние от оси проводника до произвольной точки поля.

Потенциал электрического поля двух заряженных осей с плотностями зарядов + и -

							ln	b	,	(3)
		2					ln	a	,	(3)
						a
где а – расстояние от оси + до некоторой произвольной точки,
b - расстояние от оси - до той же точки.
Величины а, b, a выражения (4) являются постоянными, поэтому:
						,				(5)
где	1		ln	b	.					(6)
где	2		ln	a	.					(6)
		a

В электротехнике и электроэнергетике часто анализируется электри-

ческое поле системы n параллельных проводников, расположенных парал-

лельно проводящей поверхности. Такую систему образуют провода линии электропередач. Электрическое поле в каждой точке пространства обус-

лавливается зарядами всех осей. Взаимное влияние проводников друг на друга описывается тремя группами формул Максвелла.

Первая группа формул Максвелла определяет потенциалы провод-

ников, расположенных параллельно проводящей поверхности, если извест-

ны линейные плотности зарядов всех проводников. Система (7) представ-

ляет собой первую группу формул Максвелла для пяти проводников.

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке методические указания для лабораторных работ

#
26.01.2014882.83 Кб30изучение неуправляемых выпрямителей.pdf
#
26.01.2014852.51 Кб40изучение работы регистров.pdf
#
26.01.2014933.58 Кб31изучение счетчиков электрических импульсов.pdf
#
26.01.2014255.67 Кб46ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ.pdf
#
26.01.2014182.4 Кб62ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ.pdf
#
26.01.2014611.44 Кб39РАСЧЕТ СОБСТВЕННЫХ И ВЗАИМНЫХ ЧАСТИЧНЫХ ЕМКОСТЕЙ СИСТЕМЫ ПРОВОДНИКОВ.pdf
#
26.01.2014174.05 Кб24РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ СТАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.pdf
#
26.01.201419.29 Кб41РЕЖИМЫ НЕЙТРАЛИ ИСТОЧНИКОВ И ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.odt
#
26.01.2014332.1 Кб128Режимы работы синусно-косинусных.pdf

1	2	3	4	5
10	30	50	70	25

35	45	20	40	55

50	15	25	80	25

15	35	45	30	60

70	60	50	40	30

100	200	300	500	600

550	350	250	125	150

375	225	200	300	400

400	300	350	200	170

320	45	230	150	75

55	180	250	370	120

230	140	210	420	300

200	150	130	220	330

160	215	360	210	50

90	190	145	250	90

470	95	180	210	320

90	110	30	400	310

210	45	80	60	200

330	230	130	200	110

140	80	200	70	103

100	170	220	0	-

220	100	150	0	0

130	210	70	0	-

140	220	50	0	-

110	75	210	0	-

200	145	10	0	-

230	30	190	75	210

60	180	220	190	200

150	230	105	0	-

30	200	240	0	-

215	30	120	160	-

95	175	240	150	50

80	160	210	0	-

130	205	195	30	120

1	2	3	4	5
10	30	50	70	25

35	45	20	40	55

50	15	25	80	25

15	35	45	30	60

70	60	50	40	30

100	200	300	500	600

550	350	250	125	150

375	225	200	300	400

400	300	350	200	170

320	45	230	150	75

55	180	250	370	120

230	140	210	420	300

200	150	130	220	330

160	215	360	210	50

90	190	145	250	90

470	95	180	210	320

90	110	30	400	310

210	45	80	60	200

330	230	130	200	110

140	80	200	70	103

100	170	220	0	-

220	100	150	0	0

130	210	70	0	-

140	220	50	0	-

110	75	210	0	-

200	145	10	0	-

230	30	190	75	210

60	180	220	190	200

150	230	105	0	-

30	200	240	0	-

215	30	120	160	-

95	175	240	150	50

80	160	210	0	-

130	205	195	30	120

1	2	3	4	5
10	30	50	70	25

35	45	20	40	55

50	15	25	80	25

15	35	45	30	60

70	60	50	40	30

100	200	300	500	600

550	350	250	125	150

375	225	200	300	400

400	300	350	200	170

320	45	230	150	75

55	180	250	370	120

230	140	210	420	300

200	150	130	220	330

160	215	360	210	50

90	190	145	250	90

470	95	180	210	320

90	110	30	400	310

210	45	80	60	200

330	230	130	200	110

140	80	200	70	103

100	170	220	0	-

220	100	150	0	0

130	210	70	0	-

140	220	50	0	-

110	75	210	0	-

200	145	10	0	-

230	30	190	75	210

60	180	220	190	200

150	230	105	0	-

30	200	240	0	-

215	30	120	160	-

95	175	240	150	50

80	160	210	0	-

130	205	195	30	120