О видах длительных несимметричных режимов системах электроснабжения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070 И.В. Наумов. - Иркутск, 2003. - 260 с.

© Дед А.В., Паршукова А.В., 2016

УДК 621.316.1

А.В.Дед

старший преподаватель кафедры «ЭсПП» ОмГТУ

г.Омск, РФ e-mail: [email protected] А.В.Паршукова магистрант по направлению «Электроэнергетика и электротехника»

ОмГТУ г.Омск, РФ е-mail: [email protected] О ВИДАХ ДЛИТЕЛЬНЫХ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ СИСТЕМАХ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Аннотация

В статье классифицированы разновидности типов несимметричных режимов, возникающих при работе электрических сетей и ее элементов под воздействием неравномерно распределенной нагрузки. Определено, что к таким режимам относятся амплитудная, фазовая и амплитудно-фазовая несимметрия токов и напряжений.

Ключевые слова

амплитудная несимметрия, фазовая несимметрия, несимметричная нагрузка, потери мощности.

Принимая во внимание результаты измерений показателей качества электрической энергии и расчеты потерь мощности [1, 2], можно достоверно полагать, что в электрических сетях сравнительно часто распространено явление длительной фазной несимметрии нагрузки.

Длительные несимметричные режимы проявляюся в первую очередь при пофазной разнице параметров системы, либо при неполнофазных режимах работы электрооборудования или при подключении несимметричных нагрузок [3,4].

При таких режимах работы в сети присутствует как амплитудная, так и угловая несимметрия токов и соответственно напряжений, приводящие в свою очередь к появлению токов и напряжений с порядком следования фаз отличного от прямого - обратной и нулевой последовательности.

При несимметричном режиме потребления тока могут возникать следующие режимы несимметрии:

- фазовая несимметрия напряжений (токов);

- амплитудная несимметрия напряжений (токов);

- амплитудно-фазовая несимметрия напряжений (токов).

Рассмотрим подробнее каждый из режимов несимметрии токов подробнее, так как именно на перераспределение токов (нагрузки) непосредственное влияние может оказать потребитель. При расчете дополнительных потерь мощности, вызванных вышеуказанными режимами, примем допущение, что несимметрия напряжений и амплитудная, и фазовая отсутствует (UA = UB = Uc, UAAUB = UAAUC = UBAUC = 120°).

В режимах фазовой несимметрии (рис. 1), когда амплитуды фазных токов равны между собой, то есть Ia = Ib = Ic, возможны следующие неравенства углов сдвига фаз между токами и напряжениями:

Фа * Фв * Фс; (1)

Фа * Фв = Фс. (2)

Рисунок 1 - Векторная диаграмма токов при фазовой несимметрии.

При расчете и анализе дополнительных потерь мощности, которые возникают при таком исследуемом режиме необходимо учитывать следующие условия:

1. Амплитуды фазных токов равны между собой (1А = 1в = 1с);

2. Полные мощности нагрузок каждой из фаз, независимо от типа фазовой несимметрии равны между собой = Sв = Sc);

3. Активные и реактивные мощности нагрузок, в зависимости от типа фазовой несимметрии, соответствуют неравенствам (3) и (4):

( Ра * Рв * Рс;

№а * Qв * Qc. (3)

{ Ра * Рв = Рс; (4)

№а * Qв = Qc. (4)

В режимах амплитудной несимметрии, когда углы сдвига фаз между токами и напряжениями равны между собой, возможны следующие соотношения между величинами амплитуд фазных токов:

1а * 1в * 1с; (5)

1а * 1в = 1с. (6)

При анализе и расчете возможных потерь в режиме амплитудной несимметрии руководствуемся следующими положениями:

1. Углы сдвига фаз между токами и напряжениями равны между собой

Фа = Фв = Фс. (7)

2. Полные 8, активные Р и реактивные Q мощности нагрузок каждой из фаз, в зависимости от типа амплитудной несимметрии соответствуют неравенствам (8) и (9):

( SA * Sв * Sc;

{ Ра * Рв * Рс; (8)

Ща * Qв * Qc. * ^ =

Ра * Рв = Рс; (9)

QA * Qв = Qc.

В режимах амплитудно-фазовой несимметрии, возможны следующие соотношения между величинами амплитуд фазных токов и углами сдвига фаз между токами и напряжениями:

Фа * Фв = Фс, (10)

Фа * Фв * Фс, (11)

1а * 1в = 1с; (12)

1а * 1в * 1с; (13)

Рисунок 2 - Векторная токов при амплитудной несимметрии.

В режимах амплитудно-фазовой несимметрии, возможны следующие соотношения между величинами амплитуд фазных токов и углами сдвига фаз между токами и напряжениями:

Фа * Фв = Фс, (10)

Фа*Фв*Фс, (11)

1а * 1в = 1с; (12)

1а * 1в * 1с; (13)

Таким образом, в режиме амплитудно-фазовой несимметрии, исходя из соотношений для фазовых углов (10) и (11), величин амплитуд токов каждой из фаз (12) и (13) в процессе работы системы электроснабжения могут возникать следующие зависимости:

(Фа * Фв = Фс; { 1а * 1в = 1с. гФа * Фв = Фс; { 1а * 1в * 1с. ГФа * Фв * Фс; { 1а * 1в = 1с. ГФа * Фв * Фс; { 1а * 1в * 1с.

На рис. 3 представленны векторные диаграмы возможных вариантов амплитудно-фазовой несимметрии в соответствии (16) - (17).

(14)

(15)

(16) (17)

иъ

Рисунок 3 - Векторные диаграммы напряжений и токов при амплитудно-фазовой несимметрии для условий

уравнений (16) и (17).

Таким образом, рассмотренные выше условия, применяемые для расчета потерь мощности вызванных наличием несимметрии нагрузки, позволят охарактеризовать исследуемые схемы сети каким-либо количественным показателем, который можно определить на основе объективных данных, а затем вывести зависимости потерь мощности от этого показателя. Список использованной литературы:

1. Дед А.В. Потери мощности при амплитудно-фазовой несимметрии токов / А.В. Дед, А.В. Паршукова // Инновационные технологии научного развития. - 2015. - С. 36-39.

2. Дед А.В. Сравнение методов расчета коэффициентов учета несимметрии распределения нагрузок при оценке потерь мощности / А.В. Дед, А.В. Паршукова // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2015. - № 9 - С. 221-225.

3. Дед А.В. Учет угловой несимметрии при расчете потерь мощности / А.В. Дед, А.В. Паршукова // Технологии XXI века: проблемы и перспективы развития. - 2015. - С. 42-45.

4. Дед А.В. Потери мощности при наличии в распределительной сети фазовой несимметрии токов / А.В. Дед, А.В. Паршукова // Инновационные технологии научного развития. - 2015. - С. 39-43.

© Дед А.В., Паршукова А.В., 2016

УДК.621.372

Н.В. Дударев

аспирант кафедры инфокоммуникационных технологий Южно-Уральский государственный университет г. Челябинск, Российская федерация

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ОТВЕРСТИЙ И ПЕРЕМЫЧЕК В ЛИНИЯХ ВЧ И СВЧ ТРАКТА

Аннотация

В данной статье описываются способы коммутации линий передачи мощности в многослойных СВЧ модулях. Для каждого из способов коммутации приводятся графические зависимости электрических характеристик, описываются способы расчёта неоднородностей, вносимых в линию передачи описанными элементами коммутации.

Ключевые слова

Коэффициент прохождения, коэффициент отражения, переходные характеристики, штыревой переходной

контакт, переходные отверстия.

Основная часть

Традиционно при разработке СВЧ устройств часто применяются полосковые и микро полосковые линии. Устройства, разработанные на их базе, обычно реализованы по «плоской» концепции: элементы располагаются на одной плоскости диэлектрика, из-за чего изделие имеет излишние габариты. Для их уменьшения можно использовать многослойную технологию [4]. В данной статье уделяется внимание следующим способам коммутации между различными слоями многослойных устройств: переходные отверстия и перемычки. Основными требованиями, предъявляемыми к элементу связи между различными слоями конструкции являются: минимальные потери энергии, минимальный вносимый КСВН, компактность и надёжность.

Способ коммутации линий передачи разных слоёв при помощи перемычек и переходных отверстий широко используется в низкочастотных многослойных платах. Переходные отверстия и перемычки могут использоваться и в СВЧ технике, но на высоких и сверхвысоких частотах данный элемент приобретает