Переходные процессы в линейных и нелинейных электромагнитных системах

Оглавление
Введение 5
Задание 6
1. Схемы замещения и их параметры 8
1.1 Схема источника ЭМЭ и ее параметры 8
1.2 Схемы замещения линии 1 8
1.2.1 Линия 1. Начальный участок 9
1.2.2 Линия 1. Конечный участок. 9
1.3 Схема подстанции П1 и ее параметры 10
1.4 Схема замещения линии 2 10
1.5 Схема нагрузки П2 второй линии и ее параметры 11
1.6 Схема замещения линии 3 12
1.7 Схема нагрузки П3 третьей линии и ее параметры 13
2. Расчет напряжений между заданными узлами в системе линий 14
2.1 Входное сопротивление второй линии, нагруженной на сопротивление Zп2 14
2.2 Входное сопротивление третьей линии, нагруженной на сопротивление Zп3 14
2.3 Эквивалентное сопротивление нагрузки первой линии 15
2.4 Входное сопротивление конечного участка первой линии 15
2.5 Расчет напряжения между заданными узлами в линии 1 16
2.6 Расчет максимальных напряжений на всех зажимах линии в установившемся синусоидальном режиме 18
2.6.1 Зажимы 1-1 18
2.6.2 Зажимы 2-2 18
2.6.3 Зажимы 3-3 19
2.6.4 Зажимы 4-4 19
2.6.5 Зажимы 5-5 20
3. Расчет переходного процесса в системе линий при включении ее под синусоидальное напряжение 21
3.1 Оценка изменения напряжения источника за расчетное время 21
3.2 Определение постоянного напряжения, под которое включается система линий 22
3.3 Обозначения принятые при расчете переходных процессов в линиях с распределенными параметрами 23
3.4 Схема замещения для расчета процессов на подстанции П1 и ее параметры 23
3.5 Расчет переходного процесса в схеме замещения на подстанции П1 24
3.6 Определение напряжений и токов на входе и выходе П1 25
3.7 Определение волн напряжения и тока, отраженных от подстанции П1 и преломленных через подстанцию в линию 2 и в линию 3 26
3.8 Расчет переходных процессов в нагрузке П2 линии 2 27
3.8.1 Расчет операторным методом 27
3.8.2 Расчет входного тока нагрузки П2 в переходном процессе с помощью интеграла Дюамеля 29
3.3.9 Определение напряжение и тока отраженной от нагрузки П2 волны 30
3.10 Расчет переходных процессов в нагрузке П3 линии 3 31
3.11 Нахождение распределения напряжения и тока вдоль линий в момент времени, когда отраженная от нагрузки П2 волна пройдет расстояние s 34
3.11.1 Линия 1 34
3.11.2 Линия 2 34
3.11.3 Линия 3 35
3.11.4 Эпюры распределения напряжения и тока воль линий в заданный момент времени 35
Заключение 39
Список использованной литературы 40

Введение
Постоянное развитие энергоемких производств связано с увеличением потребления электроэнергии в различных регионах страны, многие их которых расположены на значительных расстояниях от электростанций. Поэтому проектирование линий электропередач является актуальной задачей электротехники. Эта задача с электротехнической точки зрения весьма сложна, что связано с особенностями электромагнитных процессов в таких устройствах.
Параметры электрических цепей непрерывно распределены вдоль участков цепи. Однако для многих цепей можно принять допущение о том, что параметры сосредоточенны в определенных участках цепи. Критерием допустимости такого предположения является соотношение между интервалом времени распространения электромагнитных волн вдоль цепи и интервалом времени, в течение которого токи и напряжения на величину, сопоставимую с временем их полного изменения в рассматриваемом процессе.
Электрические цепи, в которых напряжения и токи заметно изменяются вдоль их длины, необходимо рассматривать как цепи с распределенными параметрами или длинные линии.

Заключение
В результате выполненной работы были получены величины напряжений в различных точках системы линий как в установившемся режиме, так и в переходном. Выполнена оценка влияния волнового сопротивления линии 3 на величину напряжения в заданном месте линии 1. Показано что это влияние крайне незначительно. В переходном процессе максимальное значение напряжения в момент возникновения на оконченных зажимах линии 1 отраженной волны превосходит напряжение установившегося режима в два раза. Поскольку потери в линиях отсутствуют, то этот максимум напряжения перемещается по мере продвижения отраженной волны вдоль линии к ее началу без затухания и в различные моменты времени имеет место в каждой точке линии 1, в том числе и в заданном сечении К1-К2. Однако перенапряжение имеет кратковременный характер и за время затухания убывает более чем в 7 раз. При заданных параметрах элементов подстанции и нагрузок линии остальные напряжения оказываются существенно меньше.