6.Ұзын желі бойынша электр энергияны тасымалдағанда өтетін процестер
Бұл процестерді желідегі жүктеме қабылдағыш ұштағы кедергі толқындық кедергіге тең болмаған жағдайда қарастырған жөн. Беріліс желісі екі жүйені немесе қашықтағы станцияны жүйемен байланыстырады, яғни желінің соңында электр қозғаушы күш (ЭҚК) көзі бар. Энергияны тасымалдау тогы және кернеудің қорытқы толқындардың таралуымен тығыз байланысты. Электр берілістің бос жүрісі кезінде желіде шығынсыз тек тұрақты толқындар бар болады, ал кедергісі толқындық кедергіге тең жүктеме бар болғанда толқынның жылдамдығы жарық жылдамдығына жақын болады.
10 сурет
а – актив қуатты желі бойымен тасымалдау, ток пен кернеудің қорытқы толқындарының қозғалуы, б – еркін жүру жолының толқын пульсацияларын реактив қуаттпен айырбастау
Желі бойымен актив қуаттың берілуі кернеудің және токтың қорытқы толқындарының қозғалысы есебінен жүзеге асады. Әрі тура, әрі кері толқында өзімен бірге актив және реактив қуатты тасымалдау. Нақты желілерде қуатты тасымалдау оның шығынымен үйлесіп тұрады, бұл ток пен кернеудің қорытқы толқынының желісң бойымен u жылдамдығымен қозғалғанда амплитудасының өзгерісін туғызады.
10, а - суретте мұны көрсетейік, 1- қандай да t1 уақытындағы қорытқы толқын, 2 және 3 – келесі t2, t3 уақыт мезеттеріндегі қорытқы толқын. Актив қуаттың минимал шығынын, яғни ПӘК максимал режімінің мәнін құлама және ұштан шағылған толқындардын нақты қатынасына арнайды, яғни натурал қуат шамасына тең болмайтын және желі ұзындығының және параметрлерінің функциясы болып табылатын активті қуаттың белгілі бір шамасында арнайды.
Сондықтан желінің ПӘК-тің максимал мәніндегі және энергия көзінің қуаттың максимал мәнін бергендегі жұмыс режімдерін айқындап алуымыз керек. Аталған екінші режім орнаған кезде кері толқындар болмайды, ал желінің және жүктеменің параметрлері келісілген болады. Бір жағынан қосылған электр берілістің орнатылған бос жүріс режімі тұрақты толқындармен сипатталады, оларды тура және кері толқындардан тұрады деп қарастырады. Бұл толқындар желі бойымен актив қуатты тасымалдамайды. Бұл режімде тұрақты толқындардың амплитудасы уақыт ішінде (t1, t2, t3) өзгереді, яғни толқындар пульсациясы болады (10, б - суретті қараңыз), оларға dl учаскесіндегі сыйымдылық пен индуктивтіліктің арасындағы Q реактив қуаттармен алмасуы жауап береді (10, б - суретті қараңыз). Бір жақтан қосылған шығыны бар желідегі толқынның қозғалысы оның соңында нөлге айналатын жылдамдықтың кемуімен қатарлас жүреді.
Кернеуді немесе тоқты желі бойы таратудың процесін көрнекілеу үшін 11-суретте көрсетілген механикалық тәріздес үлгіге назар аударайық. Үлгіде тек түсуші толқын бейнеленген әрі шағылған толқындар жоқ деп жорамалданған, солай болғандықтан желінің соңында толқындыққа тең
кедергімен жүктелген
мұнда x - толқындық кедергінің бұрышы. Тарату жұмысының мұндай режімін табиғи жүктеме немесе табиғи қуат режімі деп атаймыз.
Модельде беріліс желісі ОО/ осімен көрсетілген. Берілістің соңындағы U2 кернеуі А-А/ жазықтығында орналасқан сым шабақпен көрсетілген. Желінің әр участкесінің кернеуі модельде ОО/ осінің бойымен бұрғы тәріздес орналасқан сым шыбықтар түрінде көрсетілген.
Әр сым шабақ көршісінен a0Dl бұрышына ығысқан және одан ұзындығы жағынан айырмасына пропорционал шамаға аыйрмашылығы бар және де .
Модельдің осін айналдыру көмегімен векторының синусоидалы өзгеруін шағылдырып, толқындардың желі бойымен өшуі мен орын ауыстыруының толық аналогиясын алуға болады.
Желінің әртүрлі нүктелерінде кернеу векторларының фазасы мен мәнін сипаттайтын сым шабақтар әр Dl учаскіде a0Dl бұрышқа ығысып, бұрылады.
Ұзындығы l=Dln, мұндағы n – учаскелер саны, желінің соңындағы кернеу векторлары бұл кезде a0l бұрышқа ығысады.
Модельдегі остің бойымен өтетін (11 - суретті қараңыз) А-А/ жазықтығына түсірілген кез келген кернеу векторының проекциясы берілістің кез келген нүктесіндегі кернеудің лездік мәнін береді, ал кернеу векторларының модель осіне перпендикуляр В-В/ жазықтығына проекциялары кернеудің желі бойымен таралуын полярлы координатта бейнелейді. Егер толқын өшпесе, онда толқынның толық ұзындығына сәйкес келетін немесе тәуелділігі шеңбермен, ал өшетін толқын спиральмен бейнеленеді (12 - суретті қараңыз).
11 сурет – Толқынның механикалық моделі
12 сурет – Кернеу желі бойымен таралуының полярлық диаграммасы
Толқындық кедергіге тең емес кедергімен жүктелген немесе қабылдау ұшында ЭҚК (электр қозғаушы күш) көзі, шекті ұзындығы бар желі бойымен электр энергиясын беру процесіне тек құлама толқындар ғана емес, сонымен бірге желі ұшынан шағылған толқындар да қатысады. Құлама және шағылған толқындар соңында фронты желінің жүктелгеніне тәуелді с жылдамдықпен қозғалатын қорытынды толқынға айналады. Мысалы, толқынның желі бойымен еркін жүзу жолы кезінде қозғалуы тоқталады, ал бұл желіні толқындық кедергі тең кедергімен жүктегенде құлама толқынның жылдамдығы бір уақытта қорытынды жылдымдық болып табылады, км/с жарық жылдамдығына тең болады.
Актив қуатты желі бойымен тасымалдау ток пен кернеудің қорытқы толқындардың қозғалуы есебінен жүзеге асырылады (10- суретті қараңыз). Ұшында ажыралған, актив шығыны жоқ желіде құлама және шағылған толқындардың қосылуының нәтижесінде тұрақты толқындар режімі қалыптасады, ол толқындар актив қуатты желі бойымен тасымалдамайды. Бұл толқындардың пульсациясы DQ реактив қуаттың беріліс индуктивтілігі мен сыйымдылығы арасындағы ауысуына сәйкес келеді.
Шығыны бар желіде ажыралған сызық бойымен толқынның қозғалысы біртіндеп төмендейтін жылдамдықпен өтеді, желі соңында жылдамдық нөлге тең болады.
Құлама толқын да, шағылған толқын да актив және реактив қуатты тасымалдайды және де бұл қуаттың тасымалдануы шын желіде шығынмен өтеді.
(2.1) теңдеулері желінің қандай да бір х нүктесіндегі ток пен кернеудің құлама және шағылған толқындарды сипаттайды
(2.1)
мұндағы х – электр берілістің соңынан саналған аралық;
Uх , Iх – желінің кез келген х нүктесіндегі ток пен кернеу;
А және В – интегралдау тұрақтылары;
- желі бойымен кернеу толқыны таралғанда кернеу векторының бұрылуын сипаттайтың фазаның өзгеру коэффициенті деп аталатын коэффициент.
Беріліс желісінің электрлік қасиеттеріне тәуелді бұл коэффициенттің мәні әуе желілері үшін 0,06-0,065 град/км шамасында жатады.
Толқынның желі бойымен таралғанда өшуін сипаттайтын шамасы 3·10-5¸5×10-5 1/км аралығында жататын мәнді қабылдайды.
(2.1) теңдеулерін түрлендіріп, (2.2) аламыз, ол желінің басындағы U1 және соңындағы U2 кернеулердің, басындағы I1 және соңындағы I2 токтардың және Zс, a0, b0, l берілу параметрлерінің арасындағы негізгі байланыстарды береді
(2.2)
мұндағы толқынның таралу коэффициенті .
Достарыңызбен бөлісу: |
