2.6. Vedení pro střídavý proud

Podobné dokumenty
METODICKÝ LIST Z ELEKTROENERGETIKY PRO 3. ROČNÍK řešené příklady

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Zadané hodnoty: R L L = 0,1 H. U = 24 V f = 50 Hz

2. STŘÍDAVÉ JEDNOFÁZOVÉ OBVODY

2.4. Výpočty vedení obecně

Základy elektrotechniky

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

Synchronní stroje Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D., únor 2006

TROJFÁZOVÁ SOUSTAVA ZÁKLADNÍ POJMY

7 Měření transformátoru nakrátko

STŘÍDAVÝ ELEKTRICKÝ PROUD Trojfázová soustava TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Základy elektrotechniky

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_355

Měření výkonu jednofázového proudu

TRANSFORMÁTORY Ing. Eva Navrátilová

3. Střídavé třífázové obvody

Symetrické stavy v trojfázové soustavě

Elektrotechnika. Václav Vrána Jan Dudek

Energetická bilance elektrických strojů

Výkon střídavého proudu, účiník

Přenosové linky. Obr. 1: Náhradní obvod jednofázového vedení s rozprostřenými parametry

Fázorové diagramy pro ideální rezistor, skutečná cívka, ideální cívka, skutečný kondenzátor, ideální kondenzátor.

Vítězslav Stýskala, Jan Dudek. Určeno pro studenty komb. formy FBI předmětu / 06 Elektrotechnika

6. ÚČINKY A MEZE HARMONICKÝCH

Rezistor je součástka kmitočtově nezávislá, to znamená, že se chová stejně v obvodu AC i DC proudu (platí pro ideální rezistor).

1.1 Měření parametrů transformátorů

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

Stupeň Datum ZKRATOVÉ POMĚRY Číslo přílohy 10

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

Určeno pro posluchače všech bakalářských studijních programů FS

Měření a automatizace

Měření transformátoru naprázdno a nakrátko

NÁVRH TRANSFORMÁTORU. Postup školního výpočtu distribučního transformátoru

Studijní opory předmětu Elektrotechnika

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

Elektroenergetika 1. Elektrické části elektrárenských bloků

Nové pohledy na kompenzaci účiníku a eliminaci energetického rušení

6 Měření transformátoru naprázdno

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Měření na 3fázovém transformátoru

3. Kmitočtové charakteristiky

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

A B C. 3-F TRAFO dává z každé fáze stejný výkon, takže každá cívka je dimenzovaná na P sv = 630/3 = 210 kva = VA

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

Měření závislosti indukčnosti cívky (Distribuce elektrické energie - BDEE)

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Symetrizace 1f a 3f spotřebičů Symetrizace 1f a 3f spotřebičů

13 Měření na sériovém rezonančním obvodu

R 4 U 3 R 6 R 20 R 3 I I 2

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 8. TRANSFORMÁTORY

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

Zpráva o měření. Střední průmyslová škola elektrotechnická Havířov. Úloha: Měření výkonu. Třída: 3.C. Skupina: 3. Zpráva číslo: 8. Den:

PSK1-15. Metalické vedení. Úvod

Transformátor trojfázový

2 Teoretický úvod 3. 4 Schéma zapojení Měření třemi wattmetry (Aronovo zapojení) Tabulka hodnot pro měření dvěmi wattmetry...

1.1 Paralelní spolupráce transformátorů stejného nebo rozdílného výkonu

Míra vjemu flikru: flikr (blikání): pocit nestálého zrakového vnímání vyvolaný světelným podnětem, jehož jas nebo spektrální rozložení kolísá v čase

Elektrický výkon v obvodu se střídavým proudem. Účinnost, účinník, činný a jalový proud

1. Změřte závislost indukčnosti cívky na procházejícím proudu pro tyto případy:

Cvičení 11. B1B14ZEL1 / Základy elektrotechnického inženýrství

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL

ELEKTROTECHNIKA 2 TEMATICKÉ OKRUHY

Základy elektrotechniky

E L E K T R I C K Á M Ě Ř E N Í

NÁLEŽITOSTI ŽÁDOSTI O PŘIPOJENÍ VÝROBNY ELEKTŘINY K PŘENOSOVÉ NEBO DISTRIBUČNÍ SOUSTAVĚ

Elektřina a magnetizmus rozvod elektrické energie

Tel. kalibrace: Platnost: od

1 Měření paralelní kompenzace v zapojení do trojúhelníku a do hvězdy pro symetrické a nesymetrické zátěže

Harmonický průběh napětí a proudu v obvodu

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Kontaktní adresa METRA BLANSKO s.r.o. Pražská 2536/ BLANSKO Telefon :

Dimenzování vodičů v rozvodech NN

C p. R d dielektrické ztráty R sk odpor závislý na frekvenci C p kapacita mezi přívody a závity

12. Elektrotechnika 1 Stejnosměrné obvody Kirchhoffovy zákony

ŘEŠENÉ PŘÍKLADY K DOPLNĚNÍ VÝUKY

METODICKÝ LIST Z ELEKTROENERGETIKY PRO 3. ROČNÍK

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření vlastní a vzájemné indukčnosti část Teoretický rozbor

Elektrická vedení druhy, požadavky, dimenzování

Vliv přenosu jalového výkonu na ztráty v distribučních sítích. František Žák AMPÉR 21. březen 2018

Přechodné jevy v elektrizačních soustavách

IN-EL, spol. s r. o., Gorkého 2573, Pardubice. ČÁST I: JIŠTĚNÍ ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ 15 Úvod 15

11. OCHRANA PŘED ÚRAZEM ELEKTRICKÝM PROUDEM. Příklad 11.1

Vznik střídavého proudu Obvod střídavého proudu Výkon Střídavý proud v energetice

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ

Asynchronní stroje. Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB TUO. Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D. Katedra elektrotechniky.

Západočeská univerzita v Plzni DIPLOMOVÁ PRÁCE

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Elektromagnetické kmity a střídavé proudy (pokračování)

Nové zkušenosti s výpočetním vyhodnocováním nebezpečného vlivu venkovního vedení vvn na blízké potrubní systémy

Základy elektrotechniky

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu.

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava MĚŘENÍ NA JEDNOFÁZOVÉM TRANSFORMÁTORU.

C L ~ 5. ZDROJE A ŠÍŘENÍ HARMONICKÝCH. 5.1 Vznik neharmonického napětí. Vznik harmonického signálu Oscilátor příklad jednoduchého LC obvodu:

U1, U2 vnější napětí dvojbranu I1, I2 vnější proudy dvojbranu

1. Měření výkonu souměrné zátěže se středním vodičem

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

Základní vztahy v elektrických

Synchronní stroje. Φ f. n 1. I f. tlumicí (rozběhové) vinutí

Elektroenergetika 2 (A1B15EN2) LS 2015/2016

Transformátory. Mění napětí, frekvence zůstává

ZEL. Pracovní sešit. Základy elektrotechniky pro E1

Transkript:

2.6. Vedení pro střídavý proud Při výpočtu krátkých vedení počítáme většinou buď jen s činným odporem vedení (nn) nebo u vn s činným a induktivním odporem. 2.6.1. Krátká jednofázová vedení nn U krátkých vedení pro střídavý proud nn lze prakticky zanedbat všechny parametry vedení kromě činného odporu. Rozdíl mezi vedením pro stejnosměrný proud je pouze v tom, že spotřebiče střídavého proudu způsobují obecně určitý fázový posun mezi fázorem napětí a proudu ve vedení. Nejčastěji je zátěž induktivního charakteru (motory, zářivky, žárovky, apod.). Obr. 37 - Náhradní elektrické schéma a fázorový diagram vedení nn Úbytek napětí na činném odporu vedení způsobený proudem procházejícím vedením, je ve fázi s tímto proudem, který jej způsobil. Je třeba ho přičíst k napětí na konci vedení Obr. 37. Rozdíl absolutních hodnot napětí na začátku a na konci vedení (algebraický úbytek napětí), který nás především u střídavého proudu zajímá, je dán s dostatečnou přesností vztahem [V] (103) Chyba způsobená promítnutím U 1, místo sklopením do reálné osy je zanedbatelná. Při výpočtu ztrát je však nutno uvažovat celkový (zdánlivý) proud. [W] (104) 2.6.2. Třífázové vedení nn Při výpočtu předpokládáme souměrné zatížení všech tří fází, takže pak stačí stanovit úbytek napětí na jedné fázi. Za tohoto předpokladu platí stejné vztahy jako byly uvedeny v předcházející kapitole. [V] (105) kde R je odpor fázového vodiče (R=ρl/s) [Ω] Rozdílem je ovšem to, že úbytek napětí takto vypočtený je úbytkem napětí mezi fázovým vodičem a zemí. Sdružený úbytek napětí je pak obdobou vztahu U = 3 U f [V] (106) 51

Ztráty v trojfázové síti jsou pak [W] (107) Ztráty lze též vypočítat přímo z velikosti přenášeného výkonu [W] (108) Jednofázové i trojfázové vedení nn s více odběry se řeší podobně jako stejnosměrná vedení. Pokud známe u odběrů pouze jejich příkon P a cos, počítáme činnou a jalovou složku jejich proudových odběrů se zanedbáním skutečného úbytku napětí, tedy počítáme se jmenovitým sdruženým napětím: [A] (109) 2.6.3. Průřez nulového vodiče Obr. 38 - Trojfázová soustava s nulovým vodičem Pro rozvodné sítě nn se používá trojfázové soustavy s nulovým vodičem. Nulový vodič slouží k vyvedení uzlu u zdrojů a spotřebičů, zapojených do hvězdy (Obr. 38) a umožňuje odebírat proud též při fázovém napětí a chránit přístroje nulováním. Při souměrném zatížení této sítě, neprotéká nulovým vodičem žádný proud. Při n e s o u mě r ném zatížení, způsobeném jednofázovými spotřebiči, protéká nulovým vodičem vyrovnávací proud. Průřezy nulových vodičů se stanoví takto [1]: 2 Pro fázové vodiče o průřezu [mm ] Cu Al průřez nulového vodiče do 16 do 25 jako u fázových vodičů nad 16 nad 25 o stupeň nižší než u fázových vodičů nad 50 nad 70 postačí Cu 50, Al 70 Tab. X - Stanovení průřezu nulového vodiče 52

2.6.4. Vedení vn U vedení vn (zvláště pak venkovních) uvažujeme kromě činného odporu také induktivní reaktanci. Počítáme tedy s podélnou impedancí vedení Z = R + jx L. Pro tento případ platí náhradní elektrické schéma a fázorový diagram, přičemž U 1 je napětí na začátku vedení [V] U 2 napětí na konci vedení [V] I proud tekoucí vedením [A] 1 2 fázový posun proudu oproti napětí na začátku vedení [ ] fázový posun proudu oproti napětí na konci vedení [ ] Obr. 39 - Náhradní el. schéma vedení vn U R úbytek napětí na odporu vedení [V] U L úbytek napětí na induktivní reaktanci vedení [V] Z z impedance zátěže [Ω] Obr. 40 - Fázorový diagram vedení vn s induktivním charakterem zátěže Absolutní hodnotu rozdílu fázorů napětí na začátku a na konci vedení lze vyjádřit: (110) Z fázorového diagramu vedení vn (viz Obr. 40) je vidět, že jalové úbytky napětí na odporu a induktivní reaktanci vedení se vzájemně odečítají. Z tohoto důvodu většinou jalové úbytky zanedbáváme a úbytek napětí na vedení vn vyjadřujeme zjednodušeně jako součet činných složek úbytků na odporu a reaktanci: (111) což znamená, že obvykle uvažujeme úbytek napětí jako algebraický rozdíl mezi napětím na začátku a napětím na konci, který je dán průmětem fázoru napětí U do reálné osy napětí U. 1 2 53

2.6.5. Vedení vvn Při výpočtech vedení vvn je třeba kromě odporu a induktivní reaktance uvažovat také s kapacitní admitancí a případně někdy i se svodem a koronou. S kapacitou vedení je třeba také někdy počítat u dlouhých vedení vn, především pak kabelových. Uvažujeme tedy tyto charakteristické vlastnosti vedení: R - činný odpor L - celková (úhrnná) indukčnost C - provozní kapacita G - celkový svod (svod + korona) [Ω/km] [H/km] [F/km] [S/km] Všechny tyto hodnoty jsou vztaženy na jednu fázi vedení a jsou pro symetrická nebo symetrizovaná vedení pro každou fázi stejné. 2.6.5.1. Přesné řešení vedení vvn Při přesném výpočtu se uvažuje rovnoměrné rozložení charakteristických vlastností podél celého vedení. Rovnoměrné rozložení kapacity a svodu podél vedení znamená, že se plynule mění proud i napětí se stoupající vzdáleností od začátku vedení. Pro odvození vztahů pro výpočet provozních parametrů (napětí, proud, fázový posun, činný a jalový výkon) vedení vyjdeme z předpokladu, že se skládá z elementárních čtyřpólů připojených za sebou. Každý čtyřpól nese charakteristické parametry vedení R, L, C, G a můžeme ho znázornit pomocí T-článku. Obr. 41 - Elementární čtyřpól 54

Označme podélnou impedanci Z jako (110) a příčnou admitanci Y (111) přičemž (112) kde R a X jsou činný a induktivní odpor vedení [Ω/km] G a B svod a kapacitní vodivost vedení [S/km] Dále platí, že (113) kde p je míra přenosu, nebo též "činitel šíření" či "komplexní konstanta přenosu" Konstantu p lze rozdělit na reálnou a imaginární složku: (114) kde a je činitel útlumu, který je mírou změny velikosti napětí resp. proudu b fázový činitel, který je mírou natočení fázoru napětí resp. proudu (115) (116) pak lze psát (117) Vlnová impedance je (118) 55

Za použití výše uvedených vztahů z teoretické elektrotechniky můžeme stanovit provozní parametry vedení. Zpravidla známe napětí, proud a účiník na konci vedení neboť jsou dány charakterem zátěže a technickou normou. Potřebujeme vypočítat parametry na začátku vedení, tedy především potřebné vstupní napětí U 1 tak, aby na konci vedení bylo předepsané napětí U 2, které zákazník očekává. Pro poměry na začátku vedení tedy platí: (119) (120) Úpravou předchozích rovnic obdržíme podobné vztahy pro výpočet poměrů na konci vedení, při znalosti těchto na začátku. (121) (122) Tyto rovnice lze zjednodušeně psát zavedením tzv. Blondelových konstant: (123) a potom pro poměry na začátku vedení: (124) nebo na konci: (125) Výše uvedené rovnice obsahují hyperbolické funkce komplexních argumentů. Jejich hodnoty se stanovovaly pomocí tabulek či grafů hyperbolických funkcí nebo pomocí rozvinutí hyperbolických funkcí do řad. V dnešní době pokročilé a levné výpočetní techniky bývají běžně k dispozici kalkulátory s hyperbolickými funkcemi komplexních argumentů. Rovněž lze využít funkcí v tabulkových procesorech u osobních počítačů. Pokud kalkulačka neumí pracovat s komplexními čísly, lze využít následujících vztahů: (126) (127) 56

2.6. Vedení pro střídavý proud Pokud 2/ Ztráty Označme Mnohem Za použití v známe 2.6.4. 2.6.5. trojfázové podélnou vyšší úbytky výše Vedení nároky uvedených síti impedanci napětí jsou vn vvn pak v kvalitu, uzlech, vztahů Z jakotedy můžeme z teoretické především vypočítat elektrotechniky selektivnost jednotlivé ochran. můžeme proudy Jinak ve stanovit spojovacích zkraty provozní v mřížové vedeních parametry síti, díky sítě. Pro soustavu rovnic je charakteristické, že se v ní nevyskytuje ani U n, ani G n tedy napájecí bod. To platí i v případě vícero napájecích bodů. 57