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