Поле расщепленных проводов

В линиях электропередачи высокого напряжения фазовый провод расщепляют на несколько проводников в целях уменьшения потерь передаваемой мощности из-за коронного разряда. Картина поля при расщеплении фазового провода на два приведена на рис. 3.1.

Сложное поле расщепленных проводов в плоскости Z(x,y) преобразуется в простое поле (типа плоского конденсатора) в плоскости W(u,v) функцией

отображения , где n – число отдельных проводников, на которые расщепляется фазовый провод.

; ; где . (3.1)

; (3.2)

. (3.3)

Эквипотенциальным линиям на плоскости W(u,v) соответствует, как это видно на рис.3.1, функция u.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Рассчитать напряженность электрического поля на поверхности провода при расщеплении проводов.

Исходные данные для расчета:

1. напряжение на проводах U_ном, которое задается в виде номинального междуфазного напряжения;

2. сечение проводов S, задается из номинальных сечений;

3. расстояние между центрами проводов а:

4. расстояние от проводов до точки, в которой потенциал равен нулю;

5. количество расщепленных проводов.

1.1. Ввод исходных данных. Напряжение вводить в киловольтах (кВ), все расстояния в метрах (м), сечение в м².

Например: Unom:=330 S:=185×10^-6 a:=0.2 h:=20 n:=2

1.2. Нахождение максимального напряжения на проводах относительно земли и радиуса провода , т.е. .

1.3. Записи расчетных формул потенциала в U-V - плоскости:

1.4. Нахождение масштабного множителя производится из соображений, что на поверхности провода (координаты х=a+r, y=0) потенциал равен U, а на расстоянии h от провода (координаты х=0, y=h) потенциал равен 0. Тогда

- в кВ/м или - в кВ/см

1.5. Запись формулы нахождения напряженности в X-Y -плоскости

1.6. Нахождение напряженности:

а) на поверхности провода в точке ближайшей ко второму проводу

б) на поверхности провода в точке наиболее удаленной от второго провода

в) в середине между проводами

Задание 2

2.1. Рассчитать напряженность на поверхности одиночного провода аналогичного сечения по формуле цилиндрического конденсатора, считая, что заряд на жиле вдвое больше, т.е. вдвое больше напряжение.

2.2. Сравнить напряженность Е1 с результатами расчета задания 1.

2.3. Найти такой радиус одиночного провода r, при котором напряженность Е1 будет равна результатам расчета задания 1.

2.4. Сравнить полученное значение r с радиусом при расщеплении на два провода и с при расщеплении на три провода.

Контрольные вопросы

1. Для чего применяется расщепление проводов одной фазы?

2. Где на расщеплённых проводах наибольшая напряженность?

3. С какой целью используется метод конформных отображений при расчетах напряженности сложных электрических полей?

4. Какова последовательность расчета методом конформных отображений?

5. Перечислить правила правильного графического изображения электрических полей.

Лабораторная работа №4