Напряжений элементов

В случае использования сигнала с флуктуирующей фазой конструкция аппаратуры может быть значительно упрощена, резко снижены требования к стабильности частот, питающих напряжений, электрических параметров узлов и деталей. Однако следует заметить, что метод «грубой силы» приводит к увеличению габаритов и массы передающих устройств, к'возрастанию потребления энергии, хотя при этом требования к точности и стабильности параметров не являются жесткими.

Изложенные в гл. 1—7 вопросы нахождения параметров режима (токов и напряжений) электрических цепей с заданными параметрами схем (сопротивлениями, индуктивностями, емкостями, характеристиками источников энергии) в прикладном отношении ориентированы преимущественно на задачи проектирования устройств, соответствующих этим цепям. Для задач же эксплуатации более важны вопросы нахождения параметров схем по данным измерений параметров режима электрических цепей, чему в ТЭЦ соответствуют задачи их диагностики. Диагностика электрических цепей— сравнительно новое, вызванное насущными запросами практики и интенсивно развивающееся направление ТЭЦ. Особенностью задач диагностики является наличие двух этапов их решения—этапа проведения диагностических экспериментов для измерений параметров режимов цепей и этапа математической обработ-

§ 4.1. Выбор схем и напряжений электрических сетей

§ 4.1. Выбор схем и напряжений электрических сетей........ 145

Технико-экономические расчеты в энергетике базируются на использовании формулы полных расчетных (приведенных) затрат. Выбор вариантов электроустановки, вариантов ее схем, типов электрооборудования, сечений проводников, напряжений электрических сетей, номинальных параметров производится путем минимизации функции расчетных затрат (с учетом возможных в конкретных условиях технических и технико-экономических ограничений), руб/год:

В СССР установлена по ГОСТ 721-62 следующая шкала номинальных напряжений электрических сетей переменного тока с частотой 50 Гц (табл. 3-1): 36, 220, 380, 660 Б; 3, 6, 10, 20, 35, ПО, 150, 220, 330, 500, 750 кБ*.

Технико-экономические расчеты в энергетике базируются на использовании формулы полных приведенных затрат. Выбор вариантов электроустановки, вариантов ее схем, типов электрооборудования, сечений проводников, напряжений электрических сетей, номинальных параметров производится путем минимизации значений приведенных затрат (с учетом возможных в конкретных условиях технических и технико-экономических ограничений), руб/год:

В СССР согласно ГОСТ 721—74* и ГОСТ 21128—83 установлена шкала номинальных напряжений электрических сетей постоянного и переменного тока с номинальной частотой 50 Гц (табл. 3.1).

получили две системы напряжений электрических сетей: 110—220—500—1150 кВ и 150—330—750 кВ, каждая с шагом, равным примерно двум. Та и другая системы внедрены в определенных географических районах: первая — в центральных и восточных районах, вторая — в основном в западных районах. Развитие энергетики и электрификации, создание объединенной энергосистемы СССР вынуждает объединять сети, относящиеся к разным системам напряжений. Это требует порой неоправданных капиталовложений и заставляет возвращаться к вопросу о целесообразности распространения в дальнейшем двух систем напряжений, а также к вопросу об оптимальном шаге в шкале номинальных напряжений и о допустимых зонах распространения существующих двух систем напряжений.

Переходные процессы происходят при переходе от одного установившегося режима к другому. Они возникают вследствие изменения напряжений электрических сетей, сопротивлений обмоток или нагрузки, внешнего вращающего момента, приложенного к ^алу. Переходные процессы могут быть связаны как с эксплуатационными переключениями, так и с аварийными изменениями напряжения и сопротивлений, которые возникают при коротких замыканиях -1в_ электрических сетях или в обмотках машин.

В дальнейшем шкала напряжений электрических сетей и линий передач была ограничена значениями 6, 35 и 110 кв и в виде исключения применялись напряжения 2 и 20 кв (для расширения существовавших установок). Лишь в 1928 г. были добавлены еще две ступени напряжения: 10 и 220 кв. Такое ограничение в выборе номинальных напряжений имело большое экономическое значение, особенно для развития отечественного электромашиностроения и аппаратостроения.

Установившиеся (стационарные) процессы (режимы) имеют место в результате длительного действия в цепях э.д.с. источников питания. Возникающие при этом напряжения и токи в цепях постоянного тока остаются неизменными, а в цепях переменного тока остаются неизменными кривые изменения токов и напряжений элементов. На 1.14 показаны графики токов двух установившихся режимов с неизменными для каждого из режимов значениями постоянных /х, /2 и переменных /,, iz токов.

- 1~^~> * случая формам. Например, для контуров, участки которых состоят из резистивных элементов с заданными сопротивлениями и источников э.д.с. с заданными электродвижущими силами, по второму закону Кирхгофа уравнение составляют не для напряжений элементов, а для их падений напряжений и э. д.с.

Решение задачи анализа сводится к составлению и решению уравнений для выбранных в качестве переменных токов и напряжений элементов или ветвей цепи, которые, как отмечалось в § 1.7, составляются на основе систем уравнений двух видов — уравнений элементов (2.1) и уравнений соединений, записываемых по законам Кирхгофа. Но предварительно необходимо рассмотреть простые методы анализа, применимые к цепям не очень сложной структуры и не требующие составления и решения уравнений, хотя обоснование самих методов производится с помощью законов Кирхгофа.

Замена напряжений элементов через общий контурный ток дает Rt + ~ f idt = U (t>0). (5.14)

Пусть точные значения проводимостей вентилей не заданы, но заведомо известно, что они существенно меньше значений проводимостей G других элементов цепи. Если ввести допущение об идеальности вентилей, т. е. положить проводимости для закрытого состояния вентилей равными нулю, то в цепи образуется особый разрез S, который делит ее на две гальванически не связанные части. При этом, согласно теореме существования и единственности решения для цепи, могут быть рассчитаны токи и напряжения всех элементов, за исключением напряжений элементов особого разреза, т. е. напряжений вентилей ш, иг, из, и\. При отказе от допущения об идеальности вентилей в случае их однотипности им

токов и напряжений, за исключением токов элементов особых контуров и напряжений элементов особых разрезов.

Частотные характеристики напряжений элементов цепи находятся по выражениям (1.66):

Далее рассмотрим расчет нелинейной цепи, состоящей из последовательного соединения нелинейных элементов, при ее подключении к источнику с фиксированным постоянным напряжением [/=?. В этом случае нет необходимости для нахождения тока цепи и напряжений элементов строить эквивалентную вольт-амперную характеристику всей цепи, а достаточно решить следующее уравнение:

В общем случае уравнение (3.63) не имеет аналитического решения, и может быть решено графическим или численным методом. Графический метод расчета описан в § 1.3 и сводится к нахождению точки пересечения графиков двух функций yi(x) и ус — Ьу2(ах). Применение безразмерных характеристик позволяет производить графический расчет в безотносительных координатах, как показано на 3.6, б. Размерные значения тока и напряжений элементов цепи находятся с помощью простых операций:

При последовательном соединении элементов ток в цепи является общим, а напряжение равно сумме напряжений элементов. Прежде чем приступить к расчету, найдем коэффициенты перехода тока и напряжения для каждого элемента. Для лампы накаливания /i = Pui/Uui — 113,6 мА, a Ui = /i/? = 56,8 В, безразмерная характеристика yi(Xj) соответствует приведенной в прил. 6. Для двухэлектрод-

контура, а также полосу частот, в пределах которой ток уменьшается в 2 раза; в) рассчитать частотные характеристики напряжений элементов цепей.