Продольных колебаний

В продольных дифференциальных токовых защитах могут сравниваться мгновенные значения токов, одновременно модули и фазы токов или только их фазы; сравнение только модулей (абсолютных значений) токов не может выявить поврежденный элемент. В поперечных защитах в общем случае могут сравниваться мгновенные значения токов, их фазы или модули, а также направления мощностей КЗ. В последнее время схемы со сравнением модулей, как правило, не применяются. Для продольных защит обычно применяются проводные и ВЧ каналы (см. гл. 1), для поперечных — проводные.

8.5. ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ С ПРОВОДНЫМ КАНАЛОМ

2. Какие электрические величины могут сравниваться в продольных дифференциальных токовых защитах и какие в поперечных?

7. Объясните способ выполнения устройства контроля исправности вспомогательных проводов продольных дифференциальных токовых защит с проводными каналами.

12.5. Варианты совмещенных трехфазных схем продольных дифференциальных токовых защит

8.5. Выполнение продольных дифференциальных токовых защит с проводным каналом........308

Возникают существенные затруднения и при выполнении для линий с ответвлениями продольных дифференциальных токовых защит с проводными каналами связи [Л. 348].

ления и дополнительно на параллельных цепях — поперечные направленные защиты (чаще дифференциальные, иногда с косвенным сравнением знаков мощности). Иногда для выполнения первых ступеней защит вместо реле сопротивления применяются комбинированные огсечки по току и напряжению. Необходимо, однако, отметить, что такое решение при использовании полупроводниковых реле часто неэффективно, так как полупроводниковые реле тока, напряжения по сложности выполнения приближаются к реле сопротивления. В исключительных случаях, если необходимая быстрота отключения к. з. не может быть обеспечена другим способом, допускается на коротких линиях установка продольных дифференциальных токовых защит.

Для защиты оборудования электрических систем широко используются различные виды продольных дифференциальных защит, основанных на сравнении мгновенных значений токов или их фаз на концах защищаемого объекта. Имеется множество принципов построения и схемного воплощения защит в зависимости от их предназначения. Далее остановимся на особенностях и преимуществах выполнения с помощью активных аналоговых решающих элементов только тех устройств, которые могут применяться для защиты генераторов, трансформаторов и шин.

В продольных дифференциальных токовых защитах могут сравниваться мгновенные значения токов, одновременно модули и фазы токов или только их фазы; сравнение только модулей (абсолютных значений) токов не может выявить поврежденный элемент. В поперечных защитах в общем случае могут сравниваться мгновенные значения токов, их фазы или модули, а также направления мощностей КЗ. В последнее время схемы со сравнением модулей, как правило, не применяются. Для продольных защит обычно применяются проводные и ВЧ каналы (см. гл. 1), для поперечных — проводные.

8.5. ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ С ПРОВОДНЫМ КАНАЛОМ

В процессе бурения неоднородных пород момент сопротивления на долоте непрерывно изменяется. Наибольшие колебания момента наблюдаются при долотах режущего типа, наименьшие— при шарошечных долотах. Колебания момента сопротивления на долоте передаются по колонне бурильных труб приводному двигателю ротора в виде упругих волн кручения, продольных колебаний и других возмущений, распространяющихся в стальных трубах со скоростью около 3 км/с.

Эта нагрузка не прикладывается внезапно, а постепенно возрастает в начальный период хода вверх благодаря демпфирующему действию упругих деформаций штанг и труб. Кроме статической нагрузки к точке подвеса штанг оказываются приложенными и динамические силы, возникающие из-за инерционных свойств масс штанг и столба жидкости и продольных колебаний последних.

качалки совершает колебательное движение, перемещаясь по вертикали благодаря цепной подвеске устьевого штока. Соответствующий конец балансира перемещается по дуге. В связи с этим скорость перемещения точки А изменяется по закону, близкому к гармоническому. При определенной нагрузке, приложенной к точке подвеса штанг, момент и мощность будут изменяться гармонически во времени. На эти основные пульсации мощности накладываются дополнительные затухающие со временем пульсации, возникающие в результате продольных колебаний штанг.

В процессе бурения неоднородных пород момент сопротивления на долоте непрерывно меняется. Наибольшие колебания момента наблюдаются при долотах режущего типа, наименьшие — при шарошечных долотах. Колебания момента сопротивления на долоте передаются по колонне бурильных труб приводному двигателю ротора в виде упругих волн кручения, продольных колебаний и других возмущений, распространяющихся в стальных трубах со скоростью около 3 км/с.

4) какой тип колебаний применить. Скорость распространения продольных колебаний, например, в плавленом кварце при температуре 18—20 °С составляет 5,968-10' м/с, а поперечных колебаний— 3,764-Ю3 м/с. Следовательно, при выборе поперечных колебаний возможно уменьшение габаритных размеров линий, особенно при больших значениях времени задержки сигналов.

В случае поперечных колебаний на основной частоте вдоль толщины пластины укладыва'ется половина длины волны упругих колебаний ( 6.5, а), причем заряды на противоположных гранях различны по знаку. При колебаниях на нечетных гармониках вдоль толщины пластины укладывается нечетное число полуволн (. 6.5, б) и знаки зарядов на противоположных гранях также различны. Если к электродам пластины подводится напряжение четной гармоники, то вдоль толщины располагается четное число полуволн, и на обеих гранях пластины заряды оказываются одинаковыми ( 6.5, в). При этом пьезоэффект отсутствует. Следовательно, при сплошньгх электродах возбуждение колебаний на четных гармониках невозможно. Это имеет отношение и к случаю продольных колебаний. Например, при колебаниях на третьей гармонике вдоль длины пластины укладывается три полуволны упругих колебаний. Как следует из 6.6, при сплошных электродах заряды на участках 1—2 и 2—3 взаимнр уничтожаются и результирующее коле-'

6.6. Характер продольных колебаний при сплошных 'электродах

В зависимости от отношения толщины пластины s к ее длине частота продольных колебаний при увеличении толщины постепенно понижается. Наличие двух резонансных частот колебаний пластины иллюстрируется коэффициентом Пуассона, связывающим механическое смещение частиц тела в одном направлении с обязательным их смещением в другом направлении.

Если известен модуль продольной упругости Е и коэффициент Пуассона v, то собственная частота продольных колебаний

В реальных условиях скручивание стержня сопровождается изменением его длины, поэтому одновременно с крутильными колебаниями существуют и продольные. Если крутильные колебания по частоте совпадают с собственной частотой продольных колебаний, то в стержне наблюдаются резонансные продольные колебания/

На 6.13 показан магнитострикционный преобразователь стержневого типа. Здесь магнитострикционный стержень 2 подмаг-ничивается маг.нитом /. К обмотке 3 подводится переменное напряжение, создающее переменное намагничивание стержня. При отсутствии подмагничи- 7/ вания магнитострикционный стержень при смене направления тока в катушке удлиняется или укорачивается'в направлении поля в зависимости от материала преобразователя, в результате чего он начинает колебаться с удвоенной частотой относительно частоты переменного тока ( 6.14, а). При подмагничивании колебания стержня происходят с частотой переменной составляющей поля ( 6.14, б). Если частота переменного поля близка к собственной частоте продольных колебаний магнитострикцион-ного стержня, то амплитуда его колебаний максимальна. Иначе говоря, если частоты растяжения и сжатия стержня за счет магнитострикционного эффекта совпадают с собственной частотой его продольных колебаний, то последние имеют максимальную амплитуду.