Диссертация (1144140), страница 8
Текст из файла (страница 8)
рисунок 65).87Наведенная ЭДС в треугольных участках находится аналогично (56)и (57):12di 0ctgdt 2B1A1D(63)A2B2D(64)A1 lndi 0ctgdt 2B2 lni1EL′Bi2HA1DCB1A2B2Рисунок 65 – Ток в проводе i2 наводит ЭДС в непараллельнорасположенном контуре плавки рамке (второй случай)Результирующая ЭДС:112di 0ctgdt 2A1 lnB1A1B2 lnA2B2ctgD lnA2B1(65)Действующее значение результирующей ЭДС:88EМодуль EEj I02ctgA1 lnB1AB2 ln 2A1B2ctgD lnA2B1(66)E наведенной ЭДС:I02ctgA1 lnB1A1B2 lnA2B2ctgD lnA2B1(67)Hi2xiB1xi+1CA2Рисунок 66 – Участок в виде параллелограмма непараллельнорасположенного контура плави к проводу с током i2Теперь рассмотрим случай, когда необходимо рассчитать наведеннуюЭДС в непараллельно расположенном контуре ГТ-ГТ′, образованном тросом иего изображением в земле, который отражает ранее принятое допущение обидеально проводимой земле (см. рисунок 67).89Воспользуемся выражением (48) и получим выражение для значениянаведенной ЭДС в контуре:bd0il drdt a 2 rd 0idt 22C0L2 K arctgM2ln M2C2Lk2 M arctgMd 0iDB 2k E lndt 4DB 2E2 K arctgKгде k11yk1yk2dy12 M arctgMM2LkLkCLlnkCLkKC(68)2K212M2C2 K 2C ln 21C M22 K arctgCK2 M arctgCMCarctgKykC22 AC arctgCMCK2C2 M arctgM21dydrr2dy0C1yk2d 0ikdt 4KC21Cyk1CykLykCK2yCkyCkylnkC21ykd 0ilndt 4 0d 0ikdt 4d 0idydt 2 00Lln KLidy dr2 rddt2K2C lnarctgDA2DA 2EM1 ,ctg .90а)б)в)EГТГТBDADBKKCiEiiLL′MD A′MD B′AГТ′CГТ′Рисунок 67 – Схема расположения контура плавки и провода с токома) вид сверху; б) поперечный вид в точке A; в) поперечный вид в точке BКомплексное значение наведенной ЭДС E :Ej04Ik E ln2 K arctgМодуль EEDB 21DB 2EKCM2 M arctgarctgCKC lnEMarctgDA(69)2DA 21 .E наведенной ЭДС:04Ik E ln2 K arctgDB 2DB 2EK12 M arctgarctgCKCMC lnarctgDAEM(70)2DA 21 .Рассмотрим два примера расчета наведенной ЭДС с использованиемвыражений, полученных в данном параграфе.
Согласно положению ПУЭ2.5.220, угол пересечения ВЛ выше 1 кВ между собой не нормируется [5].Наименьшее расстояние между проводами или между проводами и тросамипересекающихся ВЛ класса напряжения 220 кВ на металлических опорах91должно быть не менее 4–7 метров в зависимости от длины пролета ирасстояния от места пересечения до ближайшей опоры (см. пункт 2.5.122 ПУЭ[5]). Чтобы в расчетах было соблюдено это требование, будем считать, чторассматриваемая ВЛ располагается на опоре П220-2т, а ГТ – на опореПП220-2/50 (см.
рисунок 52).Пример 1. Расчет наведенной ЭДС от ВЛ в контуре плавки,соединенным по схеме «ГТ1–2». Контур плавки расположен под углом к ВЛ.Схема расположения ВЛ и контура плавки представлена на рисунке 68(изображения ГТ в земле опущены). В таблице 33 представлены исходныеданные для расчета.
Результат сложения составляющих наведенной ЭДС откаждого провода соседней ВЛ в зависимости от сдвига фаз токов в ее проводахпредставлен в таблице 34.Для расчета наведенной ЭДС в контуре плавки ГТ1–ГТ1′ воспользуемсявыражением (70):E04IDB 2k E lnDB 2E2 K arctgK4 10314412 M arctgCarctgK7200 ctg 102 102,0 arctg 0178,92 42,0 arctg42,0arctg 0C lnCMDA2DA 2arctg1183,82178,9 ln206,02arctgEM1178,9102,042,0820 ln1102,020,093 (В)92а)LВЛГТ 1ГТ2ABб)xв)ГТ 1Dk1ADk1BГТ2ВЛГТ 1ikГТ 2Dk2BDk2Ah2hk1h2hk1Рисунок 68 – Схема взаимного расположения k-го провода ВЛ и тросов присхеме плавки «ГТ1–2»а) общий вид взаимного расположения; б) взаимное расположение в точке A;в) взаимное расположение в точке BТаблица 33 – Исходные данные и результаты расчета примера 1КонтурkI,Аhk1,м132,0ГТ1–ГТ1′ 225,531200h2,м74,025,51032,0ГТ2–ГТ2′ 225,5325,5α, град74,0Dkl, мDkl′, мт.
Aт. Bт. Aт. BЭДСk,В/км42,08183,8102,0206,00,09348,5182,995,5200,50,22049,52192,596,0209,40,26542,68188,7102,3210,30,12548,76187,795,6204,90,24450,77197,496,7213,80,29093Таблица 34 – Результат сложения составляющих наведенных ЭДС взависимости от фаз токов в примере 1El, В/кмКонтурГТ1–ГТ1′ГТ2–ГТ2′ЭДСkl, ВФаза, град.0,09300,2201200,265-1200,12500,2441200,290-120С учетомфазовогосдвигаБез учетафазовогосдвига0,1540,5770,1480,659Пример 2. Расчет наведенной ЭДС от ВЛ в контуре плавки,соединенным по схеме «ГТ–земля».Схема расположения ВЛ и контура плавки представлена на рисунке 69.В таблице 35 представлены исходные данные и результаты расчета. Результатсложения составляющих наведенной ЭДС от каждого провода соседней ВЛ взависимости от сдвига фаз токов в ее проводах представлен в таблице 36.Таблица 35 – Исходные данные и результаты расчета примера 2kI, А123hk1,мh2, мα, град32,020025,525,574,010Dkl, мDkl′, мт.
Aт. Bт. Aт. BЭДСk,В/км42,08183,8102,0206,00,09348,5182,995,5200,50,22049,52192,596,0209,40,26594а)LВЛГТABб)xв)DkBГТDkAВЛГТikh2h2hk1hk1Рисунок 69 – Схема взаимного расположения k-го провода ВЛ и тросов присхеме плавки «ГТ–земля»а) общий вид взаимного расположения; б) взаимное расположение в точке A;в) взаимное расположение в точке BТаблица 36 – Результат сложения составляющих наведенных ЭДС взависимости от фаз токов в примере 2El, В/кмКонтурГТ–ГТ′ЭДСkl, ВФаза, град.0,09300,2201200,265-120С учетомфазовогосдвигаБез учетафазовогосдвига0,1540,577953.4 Выводы по главе1СуществуетрасположенияпроводабольшоеВЛсколичествотокомивариантовконтураплавки.взаимногоКаждыйрассматриваемый вариант имеет свои особенности и требует использованияподходящих расчетных выражений.2При расчете наведенной ЭДС следует учитывать, что потоки черезконтур плавки от разных проводников могут быть противоположнонаправлены и частично компенсировать друг друга.3Практические расчеты с несколькими ВЛ, находящимися рядом сконтуром плавки, и располагающимися параллельно, а также под углом кнему, требуют громоздких вычислений.964 Методика расчета режимов плавки льда с учетом ЧХ ЗУ ипроводов и тросов ВЛ4.1 Описание режима работы инвертора, создающего ток плавкиВысоковольтный выпрямитель представляет собой выпрямительныймост из шести управляемых тиристоров.
Как правило, питание выпрямителейосуществляется от шин подстанции 10 кВ. Коммутация греющей линиипроизводится с помощью разъединителей. Схема замещения системы плавкигололеда представлена на рисунке 70. Эквивалентная схема контура плавкивыбирается в соответствии с главой 3.~10 кВ, 50 ГцXγXγXγXрXрXрT5T2T1T4T3T6K1K2Контур плавкиКонтур плавкиРисунок 70 – Схема замещения системы плавки гололеда.Xγ – реактивное сопротивление сети, Xр – реактивное сопротивлениереактора, T – управляемые тиристоры, K1, K2 – разъединители97Со стороны переменного тока в схеме включены индуктивноесопротивлениесетиXγиреактораXр.Реакториспользуетсяпринеобходимости ограничения токов КЗ [1].Рассмотрим работу системы плавки гололеда при различных схемахконтура плавки.
На рисунке 71 представлен условный участок сближениячетырех ВЛ. Будем считать, что плавка льда осуществляется на ВЛ1, при этомостальные линии не отключены и работают в нормальном режиме.В первую очередь рассчитаем наведенную ЭДС в каждом проводе итросе в соответствии с подходом, представленном в главе 3. Значения модулейнаведенных ЭДС от каждого провода в линии представлены в таблице 37.Таблица 37 – Наведенные напряжения в контурах от каждого провода ВЛКонтурГТ1–ГТ1′ГТ2–ГТ2′Ф1– Ф1′Ф2– Ф2′Ф3– Ф3′kI, Аhk1, мh2, мЭДС, ВВЛ1ВЛ2ВЛ3ВЛ4301,83 103,2721,9510,26198,2380,5317,378,10132,0225,5325,5218,23 111,6723,1610,38132,0338,16 112,3423,4710,86225,5210,1586,9818,578,58325,5209,25 120,7724,9111,05132,0220025,536,036,032,0-119,6123,7810,70-94,9219,058,50325,5-142,0726,3511,15132,0-116,3122,459,75225,5-101,2718,517,84325,5-175,5126,8210,57132,0-79,6716,507,53225,5-66,8113,385,99325,5-101,2718,517,8425,525,598Поскольку ГТ2 находится ближе к проводам линий ВЛ2, ВЛ3 и ВЛ4,будем рассматривать такое распределение фазовых сдвигов токов в проводах,при которых модуль наведенной ЭДС в контуре ГТ2–ГТ2′ будетмаксимальным.
Суммарные наведенные ЭДС от каждой ВЛ приведены втаблице 38. Результирующие наведенные ЭДС в каждом контуре приведены втаблице 39.ВЛ2I1 = 200 АI2 = 200 Аб)ГТ1ГТ2Ф17 кма)ВЛ1Ф3Ф2(2)(1)ВЛ3I3 = 200 АВЛ4I4 = 200 А(3)(4)Рисунок 71 – Данные для расчета:(а) карта участка ЛЭП; б) обозначение проводов и ГТ99Таблица 38 – Суммарные наведенные ЭДС в контурах от каждой ВЛЛиния kВЛ1ВЛ2ВЛ3ВЛ4Фаза,град.102-12031201-12121193-11-1202120301-1102130310ЭДС, ВГТ1–ГТ1′ГТ2–ГТ2′Ф1– Ф1′Ф2– Ф2′Ф3– Ф3′477∠-49°496∠-47°–––28∠-46°30∠-47°41∠-33°68∠-12°30∠-23°5∠-49°6∠-47°6∠-40°7∠-28°4∠-37°2∠-48°2∠-47°°2∠-42°°2∠-34°2∠-42°Таблица 39 – Результирующие комплексные наведенные ЭДС в контурахСхема плавкиЭДС, ВГТ1–ГТ1′ ГТ2–ГТ2′Ф1– Ф1′Ф2– Ф2′Ф3– Ф3′ГТ – земляГТ1 – 2512∠-49°535∠-47°---35∠-46°39∠-4750∠-34°77∠-14°36∠-25°ГТ1,2 – земляГТ – три фазыГТ1,2 – три фазы1004.2 Исследование работы инвертораРассмотрим работу выпрямителя с учетом полных схем замещения ЗУ иГТ, а также с учетом полученных в параграфе 4.1 значений наведенной ЭДС вконтуре плавки.
Примем сопротивление реактора Xр = 0,5 Ом и сопротивлениесети Xγ = 0,8 Ом. Схемы замещения остальных элементов приведены вглавах 2–3. Приведенные далее расчеты токов плавки производились припомощи программной среды Simulink.Пример 1. Моделирование работы выпрямителя при использованиисхемы плавки «ГТ – земля».Рассмотрим работу выпрямителя при пропускании тока через ГТ2 (см.рисунок 73). Зададим тиристорам такие углы управления, при которыхдействующее значение тока плавки не превышает 170 А – максимальнодопустимое значение для троса марки С 70 [38].Проведем расчеты для четырех случаев:1В схеме используются схемы замещения ЗУ и ГТ, отражающие ихчастотные свойства (получены в главе 2).2В схеме используется схема замещения ЗУ, отражающая егочастотные свойства; внутреннее сопротивление ГТ представлено резистивноймоделью.3В схеме используется схема замещения ГТ, отражающая егочастотные свойства; ЗУ представлено резистивной моделью.4В схеме используются резистивные модели ЗУ и ГТ.Кривые тока плавки приведены на рисунке 72.
Амплитуды идействующие значения токов плавки приведены в таблице 40. Максимальнаяотносительная разница между действующими значениями тока составила28,9 %.101Таблица 40 – Значения тока плавки при различных схемах замещения ЗУ иГТСхема замещения ЗУСхема замещения ГТImax, АI, АПолнаяПолная257,2186,9ПолнаяРезистивная336,7236,1РезистивнаяПолная261,6189,6РезистивнаяРезистивная345,3241,0Далее рассчитаем ток плавки при наличии наведенной ЭДС. Нарисунке 73 представлены кривые тока плавки при наличии и отсутствиинаведенной ЭДС в контуре.
Наличие дополнительной ЭДС в контуре привелок увеличению действующего значения тока плавки на 2,5 %. – до 191,5 А.Разложим полученную характеристику i(t) в ряд Фурье и рассчитаемвклад общее тепловыделение каждой из них. АЧХ тока плавки представленана рисунке 75.Рисунок 72 – Кривые тока плавки при различных схемах замещения ЗУ и ГТ102Рисунок 73 – Кривые тока в схеме плавки «ГТ – земля» при наличии иотсутствии наведенной ЭДС в контуреРисунок 74 – АЧХ тока в тросе с учетом наведенной ЭДС при схеме плавки«ГТ – земля»103Рассчитаем тепловыделение от нулевой гармоники:Pпост2I постR 172,62 11,98 356,9 кВт.(71)Для определения тепловыделения от высших гармоник нужнорассчитать выделяемую теплоту на каждой частоте:NPгармI k2 Rkt .(72)k 1Тепловыделение от высших гармоник:Pгарм 322,2 кВт.(73)Суммарное тепловыделение:PPпост Pгарм 356,9 322,2 679,1 кВт.(74)Таким образом, тепловыделение от высших гармоник составило 90,3 %по отношению к тепловыделению от постоянной составляющей и 47,5 % отполного тепловыделения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
