Afișați direcțiile energiei active (P) și reactive (Q) în linie dacă este dată o diagramă vectorială a eforturilor de-a lungul capetelor liniei.
Această sarcină este preluată din testele de examen din disciplina "Sisteme și rețele electrice electrice". Se înțelege că un student care a participat în mod regulat la toate clasele va aplica în acest caz o regulă mnemonică:
"Puterea activă este direcționată de la vectorul de tensiune de vârf la cel care rămâne, iar puterea reactivă este de la un vector de tensiune mai mare la unul mai mic."
În acest caz, vectorul de tensiune Ù2 conduce. iar vectorul Ů1 este mare în modul. deci debitul de putere activă (P) este direcționat de la Ů2 la Ů1. iar debitul de putere reactivă (Q) este de la Ů1 la Ů2. Soluția problemei este prezentată în Fig. 2.
Fig. 2. Direcția fluxurilor de putere activă și reactivă.
Pentru a rezolva această problemă, elevul va dura aproximativ un minut - citiți condiția, amintiți-vă de regulă, puneți săgețile. Testul este conceput pentru a testa "lățimea" studenților cunoștințele despre acest subiect, deci mai mult de student și nu este necesar. Dar dacă verificați și "profunzimea" cunoașterii, puneți întrebarea: "Această regulă mnemonică funcționează în toate cazurile?". Mi se pare că majoritatea studenților "vor sta într-un galoș".
Să încercăm să ne punem în locul elevului și să răspundem la întrebarea adresată.
În primul rând, vom construi o diagramă a vectorului de tensiune pentru direcțiile indicate ale fluxurilor P și Q. Specificăm direcția curentului în LEP - de la Ů2 la Ů1 (coincide cu direcția puterii active). În conformitate cu a doua lege a lui Kirchhoff:
- unde δŮ - scăderea tensiunii în linia electrică;
- İ - curent în linia de alimentare;
- Zlep - rezistența totală a firelor de alimentare;
- RLEP - rezistența activă a cablurilor de alimentare;
- Hlep este rezistența inductivă a firelor de alimentare.
Pentru direcția curentă aleasă (luând în considerare direcțiile fluxurilor de putere activă și reactivă), componentele sale active și reactive au un semn pozitiv:
- unde I a este componenta activă a curentului;
- I p este componenta reactivă a curentului.
Construim diagrama de stres vectorial în conformitate cu formulele (1) și (2), vezi Fig. 3.
Fig. 3. Diagrama tensiunii vectoriale: direcția curentă de la Ů2 la Ů1.
Vector İ și İ · Rlep sunt codirectional și vectorul İ · Xlep rotit İ relativă · Rlep 90 de grade în sens antiorar.
Desigur, alegerea direcției curente nu afectează poziția relativă a vectorilor de stres Ů1 și Ů2. Dacă specificați direcția curentă de la Ů1 la Ů2. atunci a doua regulă a lui Kirchhoff va fi scrisă astfel:
iar curentul în sine are forma:
Pentru o diagramă vectorială a tensiunilor pentru acest caz, vezi Fig. 4.
Fig. 4. Diagrama tensiunii vectoriale: direcția curentă de la Ů1 la Ů2.
Acum, înapoi la întrebarea inițială și verifică dacă toate cazurile următoarea regulă: „Puterea activă este direcționată de către devansarea vectorului de tensiune să fie mai prejos, iar puterea reactivă - de valoarea absolută mai mare a vectorului de tensiune la cel mai mic“
Să analizăm diagrama prezentată în Fig. 4. Poziția reciprocă a vectorilor de tensiune Ů1 și Ů2 este determinată de magnitudinea și direcția vectorului căderii de tensiune δŮ. Modificarea unghiului dintre curent și tensiune, precum și modificarea rezistenței liniei de transmisie, încercăm să găsim o combinație a acestora, în care poziția reciprocă a vectorilor Ů1 și Ů2 nu se schimbă.
Să presupunem că o compensare longitudinală a rezistenței inductive a liniei se face în linia electrică și, prin urmare, Xe = 0. Se scrie a doua regulă Kirchhoff:
Evident, în vectorul tensiunii de linie de transmisie și un vector de curent de incidență sunt codirectional, prin urmare, o diagramă vector poate fi redesenat prin schimbarea unghiului dintre curent și tensiune în mod corespunzător (vezi. Fig. 5).
Fig. 5. Diagrama vectorială a solicitărilor: Xn = 0.
Expresia pentru curent are forma:
care corespunde direcției fluxului de putere activă de la Ů1 la Ů2. deoarece direcția actuală a fost aleasă de la Ů1 la Ů2. iar partea reală a vectorului curent este o cantitate pozitivă (adică coincide cu direcția aleasă). După cum puteți vedea, regula memeonică a eșuat. Dar aceasta nu înseamnă că problema este rezolvată incorect, deoarece condiția nu spune nimic despre compensarea longitudinală a rezistenței inductive a liniei de transmisie. Într-adevăr, așa este. Dar sarcina, de asemenea, nu spune despre performanța liniilor electrice - aer sau cablu. Și aceasta este o condiție foarte importantă pentru această sarcină din cauza raportului dintre componenta activă și cea inductivă a rezistenței liniei.
Pentru linia de susținere de înaltă tensiune (35 kV și mai sus), raportul Xlep >> RLep este tipic. Pentru liniile de cablu de medie sau joasă tensiune, în cazul conductorilor de fază de fixare din aceeași cochilie, acest raport este puternic opus, adică Xlep <
Fig. 6. Diagramă de stres vectorial: Xlap < După cum vedem, poziția reciprocă a vectorilor de tensiune Ů1 și Ů2 nu sa schimbat, dar fluxul de putere este direcționat de la Ů1 la Ů2. mai degrabă decât de la Ů2 la Ů1. așa cum rezultă din testul de examinare.
Trimiteți-le prietenilor: