Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века. Шелякин В.П., Пархомен Г.А

Относительная погрешность в определении напряжения передающего конца линии U с учетом векторной диаграммы равняется:

Расчеты потери напряжения даже при использовании ЭВМ оказываются весьма трудоемкими, поскольку в этих расчетах приходится учитывать свойственную электрическим сетям общего назначения многорежимность. По этой причине специалисты наряду с расширенным использованием возможностей современной вычислительной техники постоянно совершенствуют методики расчетов, принимая те или иные допущения, снижающие объемы расчетной работы без сколько-нибудь ощутимого ущерба для достоверности результатов.

В частности, при расчетах потери напряжения в трехфазных симметричных электрических сетях предлагается в зависимости от сопротивлений исключать из рассмотрения поперечную составляющую падения напряжения.

Вместе с тем в литературных источниках не удалось обнаружить количественных оценок совместного воздействия всех параметров, по набору которых можно было бы прогнозировать последствия исключения из соответствующих расчетов режимных характеристик электрической сети поперечной составляющей падения напряжения [2].

Взаимное положение векторов напряжений приемного и передающего концов линии (см. рис. 1) зависит от величины угла , которая, в свою очередь, согласно (1) однозначно определяет размер относительной погрешности расчета напряжения передающего конца линии, вызываемой неучетом поперечной составляющей падения напряжения. Если допустить, что погрешность определения напряжения передающего конца линии, вызванная неучетом поперечной составляющей напряжения достигает минус 25%, то угол при этом, согласно (1), составляет

41,4º.

106

Вектор напряжения передающего конца линии с учетом диаграммы токов и напряжений смещен относительно вектора напряжения приемного конца линии на 12 :

При этом вектор напряжения передающего конца линии относительно вектора напряжения ее приемного конца может быть как опережающим, так и отстающим. Следовательно, при определенном наборе факторов влияния на 12 , указанных в (2) как частный случай, возможно совпадение этих векторов по направлению, что свидетельствует об отсутствии поперечной составляющей падения напряжения.

С учетом характера тока в линии обозначим его активную и реактивную составляющие: Ia I cos ;Ip I sin . Кроме

того, принимая во внимание соотношение Rл / Xл ,

получаемRë Xë .

После соответствующих преобразований выражение (2) принимает следующий вид:

следующие факторы:

фазное напряжение приемного конца линии U2.ф ;

ток в линии I;

угол сдвига между векторами тока в линии и напряжения проемного конца ;

соотношение активного и реактивного сопротивлений линии ;

107

реактивное сопротивление линии Xл.

Приведенные выше результаты исследований позволяют предложить следующий алгоритм принятия решения об учете или неучете поперечной составляющей падения напряжения в расчетах режимных характеристик электрической сети.

Во-первых, до начала расчетов надо выбрать наибольшую приемлемую погрешность определения напряжения передающего конца линии.

Во-вторых, по графику следует определить величину 12 , соответствующую наибольшей приемлемой погрешности.

В-третьих, по выражению (3) необходимо определитьвеличину 12 , соответствующую набору факторов влияния рассчитываемой линии.

Если величина 12 из (3) превышает значение 12 , определенное по наибольшей приемлемой погрешности, то пренебречь учетом поперечной составляющей падения напряжения нельзя. В противном случае неучет поперечной составляющей составляющей напряжения передающего конца линии будет ниже предварительно выбранной наибольшей приемлемой погрешности.

Литература

1. ГОСТ 32144 – 2013. Электрическая энергия. Совместимость технческих средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М. : Госстандарт России: Изд-во стандартов. 2013. – 17 с.

2. Электрические системы. Электрические сети / В. Н. Веников, А. А. Глазунов, Л. А. Жуков и др. Под ред. В. А. Веникова, В. А. Строева – 2-е изд. перераб. и доп. – М. : Высшая школа., 1998. – 511 с.

Воронежский государственный технический университет

108

УДК 621.365.

В.В. Назаренко, А.А. Гуляев, Е.Л. Савельева

ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ С ПАССИВНЫМ

СПОСОБОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Показана возможность управления энергетическими установками

Современные знания о физической сущности процессов, при которых протекает сложный теплообмен, позволяет описать математически весь комплекс этих процессов системой дифференциальных и интегродифференциальных уравнений. Эта система в общем случае, когда происходят радиационный, конвективный и кондуктивный переносы энергий, состоит из следующих уравнений: движения среды, неразрывности потока, сохранения энергии, переноса излучения и, наконец, характеристических уравнений физических параметров среды и соответствующих уравнений краевых условий.

Известные уравнения требуют значительной адаптации к конкретным условиям процесса для получения математического описания реактора с возможной реализацией алгоритмов управления. Это объясняется следующими факторами:

Во-первых, непосредственная реализация полной математической модели затруднительна из-за большого числа входящих элементов. Кроме того, система содержит внутренние источники тепла (сырье в результате экзотермического процесса на определенном этапе разложения само становится источником тепла), количество и степень тепловыделения, которых в лучшем случае является вероятностной функцией.

Во-вторых, использование математической модели для проектирования энергетических систем малопригодно, поскольку основным методом проектирования сложных систем является блочно-иерархический, при котором в процессе проектирования система рассматривается последовательно на разных уровнях иерархии с постепенно нарастающей степенью детализации. Из вышесказанного вытекает необходимость введения ряда упрощений и допущений в первоначальное описание тепловой структуры реактора. Существует несколько перспективных методов для анализа сложных систем в процессе сложного теплообмена.

109

Это метод тепловых схем замещения. Составляется схема замещения всей структуры, которая с определенной закономерностью связывает элементы, и анализ теплового процесса проводится на синтезированной схеме.

На базе метода тепловых схем замещения для установки с пассивным способом управления при ряде допущений:

1)источником тепла являются индуктор, шнек и стенки реактора, причем тепловой поток равномерен по всей площади элементов;

2)объектом пиролиза являются древесные опилки:

а)коэффициент теплопроводности остается величиной постоянной;

б) плотность среды (древесины) в процессе не изменяется; в) удельная теплоемкость среды также постоянна.

3)все источники тепловыделения – внутренние;

4)все поверхности находятся в идеальном тепловом контакте (отсутствуют контактные термические сопротивления).

Структурная схема пиролизной установки с пассивным способом регулирования

Схема отражает свойства тепловых элементов системы и взаимосвязь между ними, что позволяет произвести расчет промежуточных температур в узлах тепловой схемы во временной координате. Входным и возмущающим воздействием являются температура индуктора и внутренних теплоисточников соответственно. Направление связей адекватно протеканию тепловых потоков. Индексы над фрагментами схемы указывают их принадлежность тому или иному элементу тепловой системы.

Воронежский государственный технический университет

110