Задача №1. Расчётное определение напряжённости магнитного поля промышленной частоты

 

Рассчитать напряжённость магнитного поля (МП) промышленной частоты в точке M в ОПУ, расположенном под ошиновкой воздушной линии (ВЛ). Схема расположения проводов ВЛ приведена на рис. 1.1.

Рисунок 1.1 – Схемы расположения проводов ВЛ над ОПУ

 

Режим работы линии электропередачи симметричный, фазный ток в нормальном режиме равен . Ток при трёхфазном коротком замыкании (КЗ), протекающий через ВЛ, равен . Ток двухфазного КЗ (в той же точке, что и трёхфазное КЗ) определить самостоятельно, при этом использовать допущение, что сопротивления прямой и обратной последовательности элементов сети равны друг другу, КЗ происходит на холостом ходу.

Определить аналитически напряжённость МП промышленной частоты и построить векторные диаграммы в следующих режимах:

- в нормальном режиме работы;

- при трёхфазном КЗ;

- при двухфазном КЗ на указанных в задании фазах.

Рассчитать для каждого режима напряжённость МП с учётом коэффициента экранирования МП промышленной частоты металлоконструкциями ОПУ, равного .

По полученным значёниям напряжённости МП промышленной частоты с учётом экранирования определить степень жёсткости испытаний технических средств, установленных в точке M (табл. 1.3). Результаты расчёта объединить в табл. 1.2. Варианты заданий приведены в табл. 1.

Таблица 1.1 – Варианты заданий для расчёта напряжённости МП промышленной частоты

Вариант	a, м	b, м	H, м	h, м	Iраб, А	IК(3), кА	aЭ, дБ	Повреждённые фазы
	1,6	1,3	6,4	1,3				AB
	0,5	2,0	7,5	1,4				AB
	1,2	1,8	7,9	1,4				AB
	1,4	1,0	6,5	1,1				BC
	1,5	1,9	5,0	1,4				BC
	0,6	1,9	4,2	0,9				BC
	1,2	0,6	4,1	1,0				CA
	0,9	0,5	4,9	1,3				CA
	0,7	1,0	5,6	1,8				CA
	1,1	0,5	6,5	1,6				AB
	1,0	0,3	7,7	1,3				AB
	1,3	0,7	4,4	1,6				AB
	0,8	1,1	6,8	1,7				BC
	0,8	0,7	4,7	1,6				BC
	1,2	0,8	4,6	1,3				BC
	1,2	1,8	6,5	1,8				CA
	1,5	1,0	4,7	1,5				CA
	1,3	1,5	7,3	1,0				CA
	1,5	1,8	6,1	1,3				AB
	1,6	2,0	6,6	1,5				AB
	0,7	0,9	7,0	1,5				AB
	0,9	1,7	7,9	1,8				BC
	1,4	0,9	7,8	1,5				BC
	0,8	1,6	5,0	1,9				BC
	0,6	1,1	5,9	1,4				CA
	1,0	1,0	5,0	1,5				CA
	1,6	1,3	7,2	1,3				CA
	1,4	1,3	4,9	1,1				AB
	1,5	1,8	4,2	1,5				AB
	1,2	1,8	6,4	1,4				AB
	1,0	0,6	5,7	1,6				BC
	1,3	1,4	4,0	1,7				BC
	1,1	0,6	5,7	1,5				BC
	1,3	2,0	4,1	1,5				CA
	0,8	0,8	7,6	1,5				CA
	1,0	0,6	4,1	1,0				CA
	1,5	0,6	6,1	1,2				AB
	0,7	1,9	7,1	1,0				AB
	1,2	1,0	7,8	1,9				AB
	1,4	0,8	7,3	1,2				BC

 

Пример расчёта напряжённости МП промышленной частоты в нормальном режиме (в общем виде на примере схемы на рис. 1.2):

Рисунок 1.2 – Схема расположения проводов ВЛ над ОПУ	Рисунок 1.3 – Диаграмма векторов напряжённости МП в точке M без учёта экранирования

1. Пусть аргумент тока фазы A равен нулю, тогда:

,

токи фаз B и C при условии симметрии токов в нормальном режиме:

;

.

2. Расстояния от фазных проводов до точки M в ОПУ (для определённости b < a, рис. 1.2, а) по теореме Пифагора равны:

; ; .

Примечание. Для схемы согласно заданию (рис. 1.1) формулы вывести самостоятельно.

3. Выражения для расчёта векторов напряжённости МП от каждой фазы:

.

4. Результирующая напряжённость МП в точке M без учёта экранирования определяется методом суперпозиции:

.

5. Выполняется построение диаграммы для векторов напряжённости МП в точке M без учёта экранирования (рис. 1.3).

6. Коэффициент экранирования равен:

,

где – вектор напряжённости МП с учётом экранирования. Окончательно напряжённость МП с учётом экранирования равна:

.

Расчёт напряжённости МП при трёх- и двухфазном КЗ выполняется аналогично, также с построением векторных диаграмм. По результатам расчёта заполнить табл. 1.2.

 

Таблица 1.2 – Результаты расчёта напряжённости МП промышленной частоты

Режим	Напряжённость магнитного поля в точке M, А/м	Степень жёсткости испытаний (для поля с учётом экранирования)
без учёта экранирования	с учётом экранирования
Нормальный режим работы
Трёхфазное КЗ
Двухфазное КЗ на фазах __

 

Содержание и оформление расчётной работы

Расчётная работа оформляется индивидуально каждым студентом с указанием своего варианта. Пояснительная записка к работе должна содержать:

- исходные данные для расчёта и схему расположения проводов;

- результаты расчёта напряженности МП промышленной частоты без учёта экранирования и с учётом экранирования в трёх режимах:

· в нормальном режиме работы;

· при трёхфазном КЗ;

· при двухфазном КЗ на указанных в задании фазах;

- векторные диаграммы для данных режимов;

- заполненную табл. 2;

- вывод о степени жёсткости испытаний технических средств на устойчивость к МП промышленной частоты с учётом экранирования.

 

Справочные данные

Степени жесткости испытаний технических средств на помехоустойчивость к МП промышленной частоты в соответствии с ГОСТ Р 50648-94 приведены в табл. 1.3.

 

Таблица 1.3 – Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии МП промышленной частоты

Степень жесткости	Напряженность МП, А/м
МП постоянной интенсивности	Кратковременное МП (длительность 1-3 с)
		-
		-
		-
Специальная	По согласованию между потребителем и производителем