Материал: Лекции полнотью

3

Ветвью называют участок электрической цепи, состоящий из последовательно соединенных элементов (с одним и тем же током).

Узлом называют место соединения двух или большего числа ветвей. Одной ветвью может быть источник тока.

Контур - это любой замкнутый путь, проходящий по нескольким

ветвям.

Если схема электрической цепи не содержит контуров, то она назы-

вается разомкнутой.

Рис.4.1. Схема соединения электрической сети:

а– разомкнутая сеть; б – замкнутая сеть

Вразомкнутых сетях питание каждой нагрузки можно осуществлять только с одной стороны (рис.4.1,а). Каждый узел получает питание не более чем по одной ветви. В случае отключения любой ветви прекращается питание всех нагрузок, мощность которых течет по этой ветви.

Схема, содержащая хотя бы один контур, называется замкнутой. В замкнутой сети есть хотя бы один узел, получающий питание по двум или более ветвям (рис.4.1,б). Отключение какой-либо ветви не приводит к прекращению питания.

Элементы электрических схем делятся на активные и пассивные. Пассивные элементы схем замещения (сопротивления и проводимо-

сти) создают пути для прохождения электрических токов. Пассивные элементы (ветви) электрических систем обычно разделяют на продольные и поперечные.

Поперечные пассивные элементы – это ветви, включенные между узлами схемы и нейтралью, то есть узлом, имеющим напряжение, равное нулю. Продольные элементы – это ветви, соединяющие все узлы, кроме узла с напряжением, равным нулю, то есть продольные ветви не соединенные с нейтралью. Продольные ветви включают активные и индуктивные сопротивления линий электропередачи и обмоток трансформаторов, емкость устройств продольной компенсации. Поперечные пассивные элементы соответствуют проводимостям линий электропередачи на землю, реакторам и конденсаторам, включенным на землю. В некоторых случаях потери в стали

4

трансформаторов представляются в схеме замещения как поперечные проводимости.

Активные элементы схем замещения – источники ЭДС и тока. Для них наиболее характерным является то, что они определяют напряжение или токи в точках присоединения этих элементов в соответствующей цепи независимо от ее остальных параметров. Источники ЭДС в расчетах электрических систем используется редко. Поэтому ниже в основном речь будет идти об источниках тока.

Источники тока в расчетах электрических систем соответствуют нагрузкам потребителей и генераторов электрических станций. Именно в этих активных элементах потребляется и генерируется мощность.

4.3. Расчет линии электропередачи при заданном токе нагрузки

5

ж)

Векторная диаграмма токов и напряжений (рис.4.2,в) строится в соответствии с выражениями (4.1) – (4.5). Вначале строим на диаграмме из-

вестные U2 и I2 . Полагаем, что напряжение U2 направлено по действитель-

ной оси. Емкостный ток ICK1 2 опережает на 90 напряжение U2Ф U2Ф . Ток

I1 2 соединяет начало первого и конец второго суммируемых векторов в правой части (4.2). Затем строим отдельно два слагаемых в правой части (4.3):

Влинии с нагрузкой напряжение в конце по модулю меньше, чем в начале, U2 U1 (рис.4.2, в).

Влинии на холостом ходу, то есть при токе нагрузке I2 0 , течет только емкостный ток, так как в соответствии с (4.2)

В этом случае напряжение в конце линии повышается: U2 U1 . Век-

торная диаграмма токов и напряжений для такой линии приведена на рис.4.2, г.

как ранее последовательно от конца линии к началу определить неизвестные токи и напряжения, используя первый закон Кирхгофа и закон Ома.

Рассчитать режим очень легко, если использовать известное уравнение узловых напряжений (узловых потенциалов) для узла 2:

где Y1 2 - взаимная (или общая) проводимость узлов 1 и 2, равная сумме проводимостей ветвей, соединяющих эти узлы и взятых с обратным знаком;

Y2 2 - собственная проводимость узла 2, равная сумме проводимостей ветвей,

соединенных с узлом 2.

Для линии на рис.4.2, а и б: