Актуальность данной темы.. Теоретические сведенья.

Актуальность данной темы.

Одной из наиболее актуальных проблем современной энергетики является обеспечение энергосбережения и снижение экономических затрат при решении задачи передачи электрической энергии на большие расстояния.

На практике для передачи электрической энергии на большие расстояния, как правило, используют трехфазные системы, для реализации которых требуется применение не менее 4 проводов, которой присуще следующие существенные недостатки:

· большие потери электрической энергии в проводах, так называемые джоулевые потери;

· необходимость использования промежуточных трансформаторных подстанций, компенсирующие потери энергии в проводах;

· возникновение аварий вследствие короткого замыкания проводов, в том числе из-за опасных погодных явлений (сильный ветер, наледь на проводах и др. );

· большой расход цветных металлов;

· большие экономические затраты на прокладку трехфазных электрических сетей (несколько миллионов рублей на 1 км).

Отмеченные выше недостатки могут быть устранены за счет применения резонансной однопроводной системы передачи электрической энергии, основанной на идеях Стребкова Д. С., доработанной с учетом современного развития науки и техники.

Теоретические сведенья.

Данный подход основан на использовании двух резонансных контуров с частотой 0, 5-50 кГц и однопроводной линии между контурами (рис. 1) с напряжением линии 1-100 кВ при работе в режиме резонанса напряжений. Поскольку однопроводная линия разомкнута, в ней нет активного тока, следовательно, джоулевые потери в линии можно принимать равными нулю. Ток линии является реактивным током перезарядки собственной ёмкости линии или, по Максвеллу, током смещения.

Рисунок - 1

1. ПЧ1, ПЧ2-преобразователи частоты;

2. С1, С2-кондесаторные батареи;

3. Т1, Т2-высокочастотные трансформаторы;

4. ОЛ-Однопроводная линия;

В обычных двух-трехпроводных линиях при включении генератора в линии возникаютбегущие волны тока, которые должны достигнуть нагрузки и вернуться кгенератору. В резонансной однопроводной линии при наличии стоячих волн незамкнутого электрического тока электрическая

энергия присутствует в любой точке линии. Стоячие волны в разомкнутой

линии получаются в результате сложения падающей и отраженной волн,

имеющих одинаковую амплитуду. Фаза напряжения и тока во всех сечени-

ях линии одинакова, а между током и напряжением существует сдвиг по

фазе на 90 . В сечениях линии с пучностями напряжения наблюдаются уз-

лы тока, а при узлах напряжения наблюдаются пучности тока (рис. 2).

Рисунок -2

Условие возникновения резонанса в системе определяется выражением:

На трансформаторе сопротивление катушки {\displaystyle U_{L}=IX_{L}}, а на конденсаторе {\displaystyle U_{C}=IX_{C}} сопротивление в сумме равны нулю или будут минимальной величиной (рис. 3). При малом активном сопротивлении цепи {\displaystyle R} напряжение во много раз превысить общее напряжение {\displaystyle U} на зажимах цепи, которое создаёт генератор.

Рисунок - 3

При этом обязательно выполнение условия равенства произведений индуктивностей и ёмкостей в передающем и приёмном контурах:

Цель работы.

Создать теоретическую модель применительно к вдольтрассовым линиям ЛПДС «Андреяновская» с учетом ее реальной нагрузки.

Задачи.

Обосновать возможность использования данной модели;

Разработать математическую модель и вычислить параметры системы электропередачи (токи, напряжения, КПД, резонансные частоты и др. ) на входе, выходе и вдоль линии;

Оценить технико-экономическую эффективность внедрения комплекса технических средств.