Что является определением понятия вторичные цепи электропередачи
Перейти к содержимому

Что является определением понятия вторичные цепи электропередачи

  • автор:

вторичные цепи электропередачи

3.3.137 вторичные цепи электропередачи : Совокупность рядов зажимов, электрических проводов и кабелей, соединяющих приборы и устройства управления электроавтоматики, блокировки, измерения, защиты и сигнализации.

[ title=»Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей»] [3]

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

  • вторичные цепи (вторичные соединения)
  • вторичные цепи электростанции

Смотреть что такое «вторичные цепи электропередачи» в других словарях:

  • СТО Газпром 2-2.3-141-2007: Энергохозяйство ОАО «Газпром». Термины и определения — Терминология СТО Газпром 2 2.3 141 2007: Энергохозяйство ОАО «Газпром». Термины и определения: 3.1.31 абонент энергоснабжающей организации : Потребитель электрической энергии (тепла), энергоустановки которого присоединены к сетям… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • ГОСТ 24291-90: Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24291 90: Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения оригинал документа: 4 (электрическая) подстанция; ПС Электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Правила эксплуатации электроустановок потребителей — Терминология Правила эксплуатации электроустановок потребителей: Блокировка электротехнического изделия (устройства) Часть электротехнического изделия (устройства), предназначенная для предотвращения или ограничения выполнения операций одними… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • snip-id-2786: Правила эксплуатации электроустановок потребителей — Терминология snip id 2786: Правила эксплуатации электроустановок потребителей: Блокировка электротехнического изделия (устройства) Часть электротехнического изделия (устройства), предназначенная для предотвращения или ограничения выполнения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • ПУЭ: Правила устройства электроустановок. Издание 6 — Терминология ПУЭ: Правила устройства электроустановок. Издание 6: 2. Анализ масла перед включением оборудования. Масло, отбираемое из оборудования перед его включением под напряжением после монтажа, подвергается сокращенному анализу в объеме,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Дифференциальная защита — Дифференциальная защита один из видов релейной защиты, отличающийся абсолютной селективностью и выполняющейся быстродействующей (без искусственной выдержки времени). Применяется для защиты трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов,… … Википедия
  • Высоковольтная линия постоянного тока — (HVDC) используется для передачи больших электрических мощностей по сравнению с системами переменного тока. При передаче электроэнергии на большие расстояния устройства системы HVDC менее дороги и имеют более низкие электрические потери. Даже при … Википедия
  • 1: — Терминология 1: : dw Номер дня недели. «1» соответствует понедельнику Определения термина из разных документов: dw DUT Разность между московским и всемирным координированным временем, выраженная целым количеством часов Определения термина из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • канал — 3.5.2 канал: Водовод незамкнутого поперечного сечения в виде искусственного русла в грунтовой выемке и/или насыпи. Источник: СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения 3.6 канал: Вытянутое, искусственно ограниченное… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • Технические — 19. Технические указания по технологии производства строительных и монтажных работ при электрификации железных дорог (устройства электроснабжения). М.: Оргтрансстрой, 1966. Источник: ВСН 13 77: Инструкция по монтажу контактных сетей промышленного … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Что является определением понятия вторичные цепи электропередачи

Войти Зарегистрироваться

Тема вопроса Тема ЭБ 1258.4 Электробезопасность (IV группа допуска) (декабрь 2016г)
Вопрос
103-4.Что является определением понятия «Вторичные цепи электропередачи»?

© 2011-2024 All Rights Reserved.

Разделы
Сервисы
Полезные ссылки

Copyright © 2011-2024 All Rights Reserved. Template by «Crazy Joe»

Вторичные цепи: понятие, определение, назначение, принцип работы, монтаж и использование

Вторичные цепи: понятие, определение, назначение, принцип работы, монтаж и применение

Вторичные цепи – кабели и провода, образующие систему, которая соединяет автоматику, управление, сигнализацию, устройства защиты, измерения. Таким образом формируется вторичная система электростанции.

Виды

Вторичные цепи бывают нескольких разновидностей. Так, к ним относятся цепи напряжения и токовые. Они отличаются наличием устройств для измерения показателей тока, мощности, напряжения.

Бывает и оперативная разновидность. Она способствует передаче тока к основным исполнительным устройствам. Вторичные цепи такого вида представлены электромагнитами, контакторами, автоматизированными выключателями, предохранителями, ключами и так далее.

Токовая цепь, которая идет от ТТ для измерений, применяется чаще всего, чтобы питать:

  • Приборы, которые показывают и измеряют амперметры, ваттметры, варметры и так далее.
  • Защитные систем реле: дистанционные, против замыканий, от отказа выключателей и другие.
  • Устройств для того, чтобы регулировать перетоки мощности, противоаварийную автоматику.
  • Ряда устройств, входящих в систему сигнализации либо блокировки.

Помимо этого, токовую цепь применяют, когда есть необходимость питать приспособления для превращения переменного тока в постоянный, которые используются как источники оперативного тока.

Специальные трансформаторы — промышленные сухие трансформаторы, разработанные специально для.

Как строятся

Монтаж вторичных цепей осуществляется с учетом ряда правил. Так, каждое устройство может быть подключено к 1 или нескольким источникам тока. Это определяют, принимая во внимание потребляемую мощность, нужную точность, протяженность.

Первичные и вторичные

Если речь идет о многообмоточном трансформаторе, вторичная цепь является независимым источником тока. Все вторичные приспособления, которые присоединяются к ТТ одной фазы, соединяют со вторичной обмоткой в определенном порядке. Приспособления и соединительные цепи должны составить замкнутую систему. Нельзя размыкать вторичную цепь трансформатора тока, если имеется ток в первичной. Поэтому в ней никогда не устанавливают автоматические выключатели, предохранители.

Одним из первостепенных условий поддержания стабильности работы.

Защита

Чтобы защитить персонал, когда образуются неисправности вторичной цепи, к примеру, когда перекрывается изоляция между первичной и вторичной структурой, устанавливают защитные заземления. Это делается в ближайших от ТТ точках, на зажимах. Изоляция вторичной цепи важна и в случае, когда между собой соединены несколько ТТ, и она фиксируется в одной точке. Заземление обеспечивают предохранителем-разрядником, чей показатель напряжения не превышает 1000 В.

Обязательно берут во внимание характеристики первичной системы, в частности, возможность питать обе линии 2 систем шин. По этой причине вторичные токи от ТТ, который подводят к реле и устройствам первичных соединений, складывают. Но при этом не берут в расчет дифференциальную защиту шин и УРОВ.

Если соединения на данный момент не функционируют, подлежат ремонту, то с испытательного блока снимают рабочую крышку. Это ведет к тому, что вторичные цепи трансформаторов тока замыкаются и заземляются. В то же время цепи, которые шли к защитным реле, подлежат разрыву.

В статье вы узнаете о том, что такое дифференциальная защита, как она.

О цепях напряжения

Цепи напряжения, которые идут от трансформаторов напряжения, применяют, чтобы питать:

  • Устройства для измерения, которые указывают и регистрируют данные – вольтметры, частотомеры, ваттметры.
  • Счетчики энергии, осциллографы, телеизмерительные приспособления.
  • Защитные системы реле – дистанционные, направленные и другие.
  • Автоматизированные устройства, противоаварийную автоматику, перетоки мощности, устройства блокировки.
  • Органы, которые контролируют наличие напряжения.

Также их применяют, чтобы питать выпрямительные приспособления, которые выступают источниками постоянного оперативного тока.

О заземлении

Заземление для защиты всегда вставляют во вторичную цепь. Делается это посредством объединения соответствующего устройства с одним из фазных проводов либо нулевой точкой вторичной системы. Заземление делают на точке, которая находится максимально близко к сборкам зажимов ТН либо рядом с его выводами.

Процесс заземления

В проводах на подвергшейся заземлению фазе на вторичной цепи работу по установке автоматических выключателей между ней и местом заземления рубильника не осуществляют. Выводы обмоток трансформатора напряжения, которые были заземлены, не соединяют. Жилы контрольных кабелей прокладывают до места назначения – к примеру, до шинок. Не соединяют и выводы, подвергшиеся заземлению на разных трансформаторах напряжения.

В процессе использования может повредиться трансформатор напряжения, вторичные цепи с защитой которого соединены с устройствами автоматики, измерений и так далее. Во избежание случаев повреждений осуществляют резервирование.

Если имеется схема, включающая двойную систему сборных шин, ТН резервируют друг друга взаимно, когда из работы выводится один из трансформаторов. Если в схеме имеется 2 системы сборных шин, в процессе переключения соединения с одной системы на вторую автоматически переключаются цепи напряжения.

Всегда исключают вероятность того, что заземленные цепи обоих трансформаторов соединятся. Это крайне важно. Практика доказывает, что если это произойдет, работа защитной релейной системы, автоматических устройств будет серьезно нарушена.

Необходимо всегда следить за тем, чтобы разъемные контакты находились в хорошем состоянии, а также за вторичными цепями напряжения, оперативного тока, которые отходят от них.

Оперативный ток

На данный момент нередко используют оперативный ток в электроустановках. При построении его цепей обязательно защищают их от токов КЗ. С этой целью используют ряд отдельных предохранителей либо выключателей, в которых есть дополнительные контакты для сигнализации, они и питают оперативным током устройства вторичных цепей. Лучше всего использовать автоматические выключатели вместо традиционных предохранителей. Они с данной ролью справляются эффективнее, как показывает практика.

В статье вы узнаете о том, что такое дифференциальная защита, как она.

Подводят оперативный ток к защитным системам реле и управлению выключателями посредством отдельных автоматических выключателей. Это никогда не осуществляют вместе с цепями сигнализации и блокировки.

На линиях электропередачи, трансформаторах напряжения от 220 кВ фиксируют выключатели на основные и резервные защитные системы.

Цепь с оперативным постоянным током всегда обладает приспособлениями, контролирующими изоляцию, а также помогающими обеспечить появление предупреждающих сигналов, когда сопротивление изоляции снижается. В цепях с постоянным током сопротивление изоляции измеряют на всех полюсах.

Чтобы работа устройств была надежной, нужно осуществлять контроль за правильным питанием цепи с оперативным током на каждом присоединении. Лучше всего делать это, применяя реле, дающие предупредительный сигнал, когда напряжение падает.

О термине

Техническая литература нередко по-разному выражает понятие «вторичные цепи электропередачи». Так, у него есть и синонимы. Часто то же явление называют цепями вторичной коммутации. Однако многие специалисты считают такую замену неудачной. Все дело в том, что цепь вторичной коммутации скорее относится к процессам переключения электрических цепей, ведь термин «коммутация» является наименованием действия.

Важно различать между собой и ряд иных понятий. Электрическая энергия передается по первичным цепям. Вторичные цепи чаще всего применяются с источниками оперативного питания. Их напряжение составляет 220 В либо 110 В, нередко отмечается использование комбинированных источников питания.

Понятие «вторичные цепи электропередачи» может включает в себя несколько их разновидностей:

  • с постоянным током;
  • с переменным током;
  • в трансформаторах тока;
  • в трансформаторах напряжения.

В него включают и несколько шинок с различным назначением. Чтобы различать вторичные цепи электропередачи от разных их участков, применяют ряд особых обозначений.

Нумеруют их, учитывая полярности цепей. Так, области вторичных цепей электропередачи с положительной полярностью обозначают нечетными числами. Если же полярность отрицательная – применяют четные.

Если речь идет о вторичной электрической цепи с переменным током, то их обозначают числами по порядку, не деля по признаку четности. Иногда наряду с числовыми обозначениями используют и буквы.

Особенности

В трансформаторах напряжения, которые помещают на электростанции либо подстанции с рядом распределительных устройств, размещают релейные щиты и щиты управления достаточно далеко друг от друга, заземляя их в месте, удаленном от трансформатора напряжения. Из-за такой особенности невозможно установить автоматические выключатели, которые бы защищали трансформатор в случае замыкания цепи.

Вторичная цепь, питание которой осуществляется с помощью аккумулятора, обладает некоторыми нюансами. Их всегда учитывают, выбирая предохранители.

Понятие «вторичные цепи» относится к проводам и кабелям, в том числе объединяющим оборудование, предназначенное для измерения величин в первичной цепи.

Их применяют в заливочных и разливочных кранах, которые работают с жидкими металлами. Также используются и в быстроходных кранах. В обоих случаях цепи представлены проводами с медными жилами, а также с термостойкой изоляцией.

Важно учитывать, что предохранители должны быть открыты для того чтобы без труда их осматривать и ремонтировать, не понижая напряжения на всей сборке.

Цепь состоит из изолированных проводов, объединенных в потоки. Если в одном потоке проводов больше 25 штук, то работа с ними становится чрезмерно сложной.

Каждый поток кладут по самому короткому пути, помещая его в горизонтальном либо вертикальном направлении. Допустимо отклонять их от этих положений лишь на 6 мм в каждом метре длины. Формируя потоки, провода никогда не скрещивают. Каждое ответвление проводится под прямыми углами. Важно чтобы ряды их были ровными. Обычно на поток берется 10-15 проводов. В нижних рядах находятся самые длинные провода, а в верхних – с наименьшей длиной.

Если вторичная цепь в шкафах и панелях включает медные провода, то во внешних соединениях – между шкафами и панелями – контрольные кабели. Иногда внешнее соединение реализуется с применением проводов в стальных трубах.

В двигателях

Нередко вопросы, касающиеся вторичной цепи зажигания, возникают у автомобилистов. Система зажигания в автомобиле воспламеняет горючую смесь в двигателе в нужный момент времени. Она помогает менять момент зажигания, учитывая нагрузку на двигатель.

В катушке

Система катушечного зажигания состоит из первичной и вторичной цепи катушки зажигания.

Порой у владельца автомобиля появляется необходимость проверить катушку зажигания. Она обеспечивает работу целой системы, создавая искру между свечами. Во многих двигателях есть лишь одна катушка, но порой их бывает две.

Именно катушка является трансформатором напряжения, превращая его в тысячи вольт. Вторичным напряжением образуется искра в зазоре электродов свечи. Его показатель определяется зазором, электрическим сопротивлением свечи зажигания, проводов, составом топлива, нагрузкой на двигатель. Максимальный показатель напряжения – 40000 В, оно часто меняется.

Принцип работы

Катушка располагает 2 обмотками, намотанными на сердечник из металла. Первичную с сотнями витков и 2 внешних контакта катушки соединяют между собой. Положительный вывод ее подсоединяют к АКБ, а отрицательный – к модулю зажигания и массе кузова.

Во вторичной цепи находятся тысячи витков, ее подключают положительным полюсом к первичной, а отрицательным – к выводу в центре катушки.

Количество витков в других цепях укладывается в пропорцию 80:1. С увеличением пропорции увеличивается и напряжение катушки на выходе. Обладающие наивысшей мощностью катушки обладают самой значительной пропорцией витков.

Когда первичную обмотку замкнут на «массу», пускают электрический ток. Так, посредством появившегося магнитного поля, заряжается катушка.

Далее модули зажигания размыкают первичную цепь. Тогда поле внезапно исчезает. В катушке остается много энергии, и она передает ток вторичной цепи. Напряжение может увеличиться более чем в сто раз. В этот момент «пробегает» искра.

Неисправности

Катушки зажигания являются надежными, прочными устройствами. Но порой встречаются и их неисправности. Так, среди причин для появления дефектов выделяют перегревы, вибрации. Это ведет к повреждению обмоток, нарушению изоляции, в результате чего происходит короткое замыкание, а цепи прерываются. Самой большой опасностью для них становятся перегрузки, которые вызываются повреждениями свеч либо высоковольтных проводов.

В случаях когда свечи зажигания повреждаются, в них возникает слишком высокое сопротивление. Напряжение в катушке может повыситься вплоть до образования пробоев в изоляции.

Вторичная цепь

Изоляция может повредиться из-за достижения напряжения в 35000 В. Когда достигнут такой показатель, напряжение уменьшается, образуется пропуск зажигания под нагрузками, катушка не будет давать достаточного напряжения, чтобы работал двигатель.

Когда к ее положительному контакту присоединена АКБ, а при замыкании на «массу» не создается искра — это верный признак того, что катушка окончательно вышла из строя и теперь подлежит замене.

Диагностика

Когда проблема появляется в системе зажигания, которую относят к распределительному виду, то это влияет на все цилиндры двигателя. Его запуск превращается в весьма трудную задачу. Когда двигатель работает, но пропускает порой зажигание, и при этом загорается лампа «Проверить двигатель», то пришла пора применения диагностического сканера. С его помощью проверяют код, который связан с пропуском зажигания.

Тем не менее такая проблема может быть связана со сбоями в подаче топлива, по этой причине нельзя сразу точно диагностировать неисправность в катушке, свечах либо высоковольтных проводах.

И тут важно знание первичных и вторичных цепей. Если отсутствует соответствующий кол, то обязательно измеряют сопротивление в цепях. Для этого используют цифровой мультиметр. Важно посмотреть, в каком состоянии находятся свечи зажигания, каков зазор между контактами. Нередко на неисправности указывает цвет нагара на свечах. Вероятно, пропуск появился по причине наличия масляных отложений, сильного нагара. Важно осмотреть высоковольтные провода, чтобы удостовериться в том, что сопротивление в них находится в пределах установленной нормы.

Когда установлено, что катушка, ее цепи в норме, то можно предположить, что топливная форсунка загрязнилась либо повредилась. Поэтому обязательно проверяют ее. Когда вероятность ее неисправности исключена, то проверкам подвергают компрессию, клапаны, смотрят, не произошла ли утечка прокладки головки блока цилиндров.

Но если двигатель прокручивается, а искры нет, то, вероятно, неисправность находится в цепи управления. Проверку осуществляют руководствуясь рядом строгих правил.

Предупреждение

Ни в коем случае нельзя заниматься отсоединением высоковольтных проводов от свечей зажигания либо катушек, чтобы проверить наличие искр. Угроза пострадать от электрического тока крайне высока. Помимо этого, есть шанс того, что вторичное напряжение сильно повредит устройство. Поэтому при возникновении необходимости в этой процедуре используют тестеры для свечей, а также щуп.

О катушке

Если в катушке есть проблема, то измеряют сопротивление в обоих обмотках, пользуясь омметром. Когда выявляются отклонения от нормальных показателей, катушку заменяют. Также ее проверяют, пользуясь омметром с 10 МОм входного сопротивления.

Чтобы ее протестировать, подключают провода для измерений к контактам в первичной цепи. Чаще всего сопротивление колеблется в пределах 0,4 — 2 Ом. Если был выявлен нулевой уровень, то это верный признак того, что в катушке произошло короткое замыкание. Если же сопротивление оказалось высоким, то цепь оборвалась.

Проверка сопротивления

Вторичное сопротивление измеряют между положительными контактами и выводами с высоким напряжением. Современные устройства чаще всего обладают сопротивлением 6000-8000 Ом, но иногда встречается и показатель в 15000 Ом.

В другой разновидности катушек первичный контакт может располагаться в разъемах или быть спрятанным.

Опасность

Если не применить полученные знания и оставить катушку неисправной, она однажды повредит весь блок РСМ. Все дело в том, что пониженное сопротивление первичной цепи ведет к повышению тока в катушке. Поэтому шансы того, что сломается блок РСМ, возрастают.

Также может понизиться вторичное напряжение, а искрообразование – ослабеть, запуск двигателя будет сопровождаться множеством сложностей, пропуски зажигания будут возникать снова и снова.

Повышенное сопротивление вторичной обмотки провоцирует ослабление искр в цилиндрах, сильную самоиндукцию в первичной цепи.

Замена

Катушку можно заменить только аналогичной в случаях, когда в планах нет совершенствования системы зажигания. Обязательно каждый контакт и соединение в ней предварительно очищают, смотрят, не проявилось ли на ней следов коррозии, проверяют, насколько надежны подключения. Все дело в том, что коррозийные процессы ведут к повышению сопротивления в электрическом проводнике, неустойчивости соединения, обрыву. Все это значительно уменьшает время службы катушки. Чтобы понизить вероятность пробоев в условиях повышенной влажности, пользуются диэлектрической свечной смазкой на контактах катушки.

Когда в двигателе появилась проблема, катушка служит в жесточайших условиях. Неисправность провоцирует высокое вторичное сопротивление. Так, могут износиться свечи либо образоваться слишком большой зазор между электродами.

Если пробег достаточно большой, то одновременно с новой катушкой производят и установку новых свечей.

Монтаж вторичной цепи

Чтобы провести данную операцию, нужно ознакомиться со многими особенностями компоновки потоков. Необходим опыт, чтобы выполнять монтаж вторичной цепи грамотно. Конечный результат будет во многом зависеть от правильности раскладки, исполнения потоков.

Перед началом монтажа специалист знакомится с монтажной, а иногда и принципиальной схемами. Тогда он определяет, каким методом будет осуществлять прокладку, компоновать потоки проводов. В этой процедуре существует ряд правил. Так, провода, которые относятся к 1 монтажной единице, соединяют в одном потоке.

Также помнят о том, что большое количество проводов потребует больше работы над ними. Никогда не прокладывают провода таким образом, что они прикрывают контакты устройств, часть крепежных деталей.

Прокладывая много слоев потоков, в одном ряду не укладывают больше 10 проводов сразу. Провода одного ряда соединяют с соседними контактами устройств либо зажимов. Провода, которые кладут между присоединениями, всегда целые. Ни в коем случае нельзя заниматься их сращиванием.

Внешний вид каждого потока будет зависеть от того, как подготовлены провода. Если объем работы небольшой, то подготовка провода будет заключаться в том, чтобы разрезать его на нужную длину и подровнять.

Способы прокладки

Существует несколько способов монтажа вторичной цепи. Если изготавливаются нестандартные панели, то чаще всего осуществляют это, прокладывая провода напрямую. Для монтажа таким методом понадобится панель, изготовленная подходящим для этого способом. Если в ней имеется аппаратура, чтобы присоединять провода спереди, то на расстоянии около 40 мм от зажимов сверлят ряд отверстий, диаметр которых составляет 10,5 мм. В каждое вставляют втулку типа У-457. Наборные зажимы ставят на лицевую сторону. В зажимах делают такие же отверстия и вставляют проходные втулки. Провода кладут на задней стороне панели. Они выводятся посредством втулок к лицевой стороне.

До того как присоединить провода, идущие от втулки, их сгибают в полукруг, создавая компенсатор. Их также натягивают максимально сильно, что позволяет создать более эстетичный вид на другой стороне панели. Наиболее длинные из них скрепляют монтажными лентами. Провода, которые идут в одном и том же направлении, не нужно стягивать.

Есть и иной способ крепления – с применением полосок Лоскутова. Для этого предварительно чертят линии прокладки. Когда скрепление проводом осуществляют, применяя скобы, также проделывают отверстия, нарезают резьбу. Для изготовления скоб берут листовую сталь, чья толщина составляет около 0,7 мм. Размер их будет зависеть от количества проводов потока.

Обычно провода крепят используяполосы листовой стали, которые приваривают к панелям точечной сваркой по методу Лоскутова. Расстояние между ними составляет 150-200 мм.

Некоторые области трассы подразделяют на несколько равных промежутков. Приварку осуществляют в 2 — 4 точках. Вдоль трассы кладут изоляционную электрокатронную полосу. Также прокладки для изоляции помещают и между проводами с полосами.

Работа электрика

Потоки с проводами стягиваются полосами, которые пропускают через пряжки. Концы каждой полосы подгибают, а лишнее подрезают.

Укладка проводов в потоки проходит так:

  • Нарезав провода, их кладут в поток, а затем соединяют с зажимами устройств.
  • Обязательно следят за тем, чтобы отсутствовали отклонения от горизонтального и вертикального положения.
  • Если трасса подобрана грамотно, линии прямые, то устройство отличается приятным внешним видом.
  • Изгиб проводов осуществляют таким образом, чтобы не навредить их изоляции. По этой причине радиус изгиба должен составлять не меньше 2 наружных диаметров провода. Изгиб делают вручную, никогда не изгибая провода повторно. Выкладывают их плотно.

Цепи с распределенными параметрами в стационарных режимах: основные понятия и определения.

В предыдущих лекциях рассматривались электрические цепи, геометрические размеры которых, а также входящих в них элементов не играли роли, т.е. электрические и магнитные поля были локализованы соответственно в пределах конденсатора и катушки индуктивности, а потери мощности – в резисторе. Однако на практике часто приходится иметь дело с цепями (линии электропередачи, передачи информации, обмотки электрических машин и аппаратов и т.д.), где электромагнитное поле и потери равномерно или неравномерно распределены вдоль всей цепи. В результате напряжения и токи на различных участках даже неразветвленной цепи отличаются друг от друга, т.е. являются функциями двух независимых переменных: времени t и пространственной координаты x. Такие цепи называются цепями с распределенными параметрами. Смысл данного названия заключается в том, что у цепей данного класса каждый бесконечно малый элемент их длины характеризуется сопротивлением, индуктивностью, а между проводами – соответственно емкостью и проводимостью.

Для оценки, к какому типу отнести цепь: с сосредоточенными или распределенными параметрами – следует сравнить ее длину l с длиной электромагнитной волны . Если , т.е. при , и . Для , т.е. уже при к линии следует подходить как к цепи с распределенными параметрами.

Для исследования процессов в цепи с распределенными параметрами (другое название – длинная линия ) введем дополнительное условие о равномерности распределения вдоль линии ее параметров: индуктивности, сопротивления, емкости и проводимости. Такую линию называют однородной. Линию с неравномерным распределением параметров часто можно разбить на однородные участки.

Уравнения однородной линии в стационарном режиме

Под первичными параметрами линии будем понимать сопротивление , индуктивность , проводимость и емкость , отнесенные к единице ее длины. Для получения уравнений однородной линии разобьем ее на отдельные участки бесконечно малой длины со структурой, показанной на рис. 1.

Пусть напряжение и ток в начале такого элементарного четырехполюсника равны u и i , а в конце соответственно и .

Разность напряжений в начале и конце участка определяется падением напряжения на резистивном и индуктивном элементах, а изменение тока на участке равно сумме токов утечки и смещения через проводимость и емкость. Таким образом, по законам Кирхгофа

или после сокращения на

Теорию цепей с распределенными параметрами в установившихся режимах будем рассматривать для случая синусоидального тока. Тогда полученные соотношения при можно распространить и на цепи постоянного тока, а воспользовавшись разложением в ряд Фурье – на линии периодического несинусоидального тока.

Вводя комплексные величины и заменяя на , на основании (1) и (2) получаем

где и — соответственно комплексные сопротивление и проводимость на единицу длины линии.

Продифференцировав (3) по х и подставив выражение из (4), запишем

где — постоянная распространения; — коэффициент затухания; — коэффициент фазы.

Для тока согласно уравнению (3) можно записать

где — волновое сопротивление.

Волновое сопротивление и постоянную распространения называют вторичными параметрами линии, которые характеризуют ее свойства как устройства для передачи энергии или информации.

Определяя и , на основании (5) запишем

Аналогичное уравнение согласно (6) можно записать для тока.

Слагаемые в правой части соотношения (7) можно трактовать как бегущие волны: первая движется и затухает в направлении возрастания х, вторая – убывания. Действительно, в фиксированный момент времени каждое из слагаемых представляет собой затухающую (вследствие потерь энергии) гармоническую функцию координаты х, а в фиксированной точке – синусоидальную функцию времени.

Волну, движущую от начала линии в сторону возрастания х, называют прямой, а движущуюся от конца линии в направлении убывания х – обратной.

На рис. 2 представлена затухающая синусоида прямой волны для моментов времени и . Перемещение волны характеризуется фазовой скоростью. Это скорость перемещения по линии неизменного фазового состояния, т.е. скорость, с которой нужно перемещаться вдоль линии, чтобы наблюдать одну и ту же фазу волны:

Продифференцировав (8) по времени, получим

Длиной волны называется расстояние между двумя ее ближайшими точками, различающимися по фазе на рад. В соответствии с данным определением

В соответствии с введенными понятиями прямой и обратной волн распределение напряжения вдоль линии в любой момент времени можно трактовать как результат наложения двух волн: прямой и обратной, — перемещающихся вдоль линии с одинаковой фазовой скоростью, но в противоположных направлениях:

где в соответствии с (5) и .

Представление напряжения в виде суммы прямой и обратной волн согласно (10) означает, что положительные направления напряжения для обеих волн выбраны одинаково: от верхнего провода к нижнему.

Аналогично для тока на основании (6) можно записать

Положительные направления прямой и обратной волн тока в соответствии с (11) различны: положительное направление прямой волны совпадает с положительным направлением тока (от начала к концу линии), а положительное направление обратной волны ему противоположно.

На основании (10) и (11) для прямых и обратных волн напряжения и тока выполняется закон Ома

Рассмотрим теоретически важный случай бесконечно длинной однородной линии.

Бесконечно длинная однородная линия. Согласованный режим работы

В случае бесконечно длинной линии в выражениях (5) и (6) для напряжения и тока слагаемые, содержащие , должны отсутствовать, т.к. стремление лишает эти составляющие физического смысла. Следовательно, в рассматриваемом случае . Таким образом, в решении уравнений линии бесконечной длины отсутствуют обратные волны тока и напряжения. В соответствии с вышесказанным

На основании соотношений (12) можно сделать важный вывод, что для бесконечно длинной линии в любой ее точке, в том числе и на входе, отношение комплексов напряжения и тока есть постоянная величина, равная волновому сопротивлению:

Таким образом, если такую линию мысленно рассечь в любом месте и вместо откинутой бесконечно длинной части подключить сопротивление, численно равное волновому, то режим работы оставшегося участка конечной длины не изменится. Отсюда можно сделать два вывода:

Уравнения бесконечно длинной линии распространяются на линию конечной длины, нагруженную на сопротивление, равное волновому. В этом случае также имеют место только прямые волны напряжения и тока.

У линии, нагруженной на волновое сопротивление, входное сопротивление также равно волновому.

Режим работы длинной линии, нагруженной на сопротивление, равное волновому, называется согласованным, а сама линия называется линией с согласованной нагрузкой.

Отметим, что данный режим практически важен для передачи информации, поскольку характеризуется отсутствием отраженных (обратных) волн, обусловливающих помехи.

Согласованная нагрузка полностью поглощает мощность волны, достигшей конца линии. Эта мощность называется натуральной. Поскольку в любом сечении согласованной линии сопротивление равно волновому, угол сдвига между напряжением и током неизменен. Таким образом, если мощность, получаемая линией от генератора, равна , то мощность в конце линий длиной в данном случае

откуда КПД линии

Как указывалось при рассмотрении четырехполюсников, единицей затухания является непер, соответствующий затуханию по мощности в раз, а по напряжению или току – в раз.

  1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.
  2. Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под общ. ред. К.М.Поливанова. Т.2. Жуховицкий Б.Я., Негневицкий И.Б. Линейные электрические цепи (продолжение). Нелинейные цепи. –М.:Энергия- 1972. –200с.
  3. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.

  1. В чем заключается разница между цепями с сосредоточенными и распределенными параметрами?
  2. По какому критерию цепь относят к классу цепей с распределенными или сосредоточенными параметрами?
  3. Нарисуйте схему замещения длинной линии.
  4. Объясните понятия прямой и обратной бегущих волн.
  5. Что такое согласованный режим работы цепи с распределенными параметрами, чем он характеризуется?
  6. Определить первичные параметры линии, если ее вторичные параметры . Ответ:
  7. Определить по условиям предыдущей задачи КПД линии длиной 200 км, считая, что она нагружена на сопротивление, равное волновому. Ответ: .
  8. Определить , и для кабеля, у которого , , если частота . Ответ: ; ; .
  9. По условиям предыдущей задачи определить длину волны и ее фазовую скорость. Ответ:

  • Что такое ИБП
  • Отличие источников
  • Как рассчитать мощность
  • Перед включением ИБП
  • Библиотека ИБП
  • Запрос стоимости ИБП

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *