Bài giảng Cơ sở lý thuyết mạch điện: Đường dây dài (Mạch thông số rải) - Nguyễn Công Phương

Trong bài giảng Cơ sở lý thuyết mạch điện này, người học sẽ tìm hiểu về đường dây dài (Mạch thông số rải). Nội dung chính của bài giảng gồm có: Khái niệm về đường dây dài, chế độ xác lập điều hoà, quá trình quá độ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt các nội dung chi tiết trong bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở lý thuyết mạch điện: Đường dây dài (Mạch thông số rải) - Nguyễn Công Phương Nguyễn Công Phương Đường dây dài (Mạch thông số rải) Cơ sở lý thuyết mạch điện Nội dung 1. Khái niệm 2. Chế độ xác lập điều hoà 3. Quá trình quá độ Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 2 Sách tham khảo • Chipman R. A. Theory and problems of transmission lines. McGraw – Hill • Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Phạm Khắc Chương. Cơ sở kỹ thuật điện. Đại học & trung học chuyên nghiệp, 1971 • https://sites.google.com/site/ncpdhbkhn/ Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 3 R1 R2 Khái niệm (1) 3A 3A Mạch có thông số tập trung/đường dây ngắn f = 50 Hz 6000 km → λ = 6.106 m 1m R1 R2 R1 R2 8A –7 A 8A –7 A 3m 6000 km Mạch có thông số rải/đường dây dài f = 100 MHz → λ = 3m f = 50 Hz → λ = 6.106 m Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 4 Khái niệm (2) • Đường dây dài: mô hình áp dụng cho mạch điện có kích thước đủ lớn so với bước sóng lan truyền trong mạch • Mạch cao tần & mạch truyền tải điện • Tại các điểm khác nhau trên cùng một đoạn mạch tại cùng một thời điểm, giá trị của dòng (hoặc áp) nói chung là khác nhau • → ngoài dòng và áp, mô hình đường dây dài còn phải kể đến yếu tố không gian Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 5 Khái niệm (3) • Đường dây gồm 2 dây dẫn thẳng, song song & đồng nhất • Dòng điện chỉ chạy dọc theo chiều dài của các dây dẫn • Xét tiết diện ngang của 2 dây dẫn ở cùng một vị trí bất kỳ, dòng điện tức thời chảy qua 2 tiết diện đó bằng nhau về độ lớn & ngược chiều nhau • Xét tiết diện ngang của 2 dây dẫn ở cùng một vị trí bất kỳ, ở một thời điểm bất kỳ chỉ có một hiệu điện thế giữa 2 tiết diện đó • Phản ứng của một đường dây có thể được mô tả đầy đủ dựa trên R, G, L, C của đường dây đó Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 6 Khái niệm (4) Mạch có thông số tập trung/đường dây ngắn Mạch có thông số rải/đường dây dài Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 7 Khái niệm (5) D i(x,t) u(x,t) R, G, L, C x dx dx Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 8 Khái niệm (6) R, L, C, G: các thông số của đường dây trên một đơn vị dài dx • KD: i – (i+di) – Gdx(u+du) – Cdx(u+du)’ = 0 → di + Gdx.u + Cdx.u’ = 0 • KA: – u+Rdx.i + Ldx.i’ + u+du = 0 → du + Rdx.i + Ldx.i’ = 0 Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 9 Khái niệm (7) R, L, C, G: các thông số của đường dây trên một đơn vị dài dx  ∂u ∂i − ∂x = Ri + L ∂t  di  du + Rdx.i + Ldx =0 dt   di + Gdx.u + Cdx du = 0 − ∂i = Gu + C ∂u   ∂x dt ∂t Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 10 Khái niệm (8)  ∂u ∂i − ∂x = Ri + L ∂t  − ∂i = Gu + C ∂u  ∂x ∂t • Nghiệm phụ thuộc biên kiện x = x1, x = x2 & sơ kiện t = t0 • R (Ω/km), L (H/km), C (F/km) & G (S/km) phụ thuộc chất liệu của đường dây • Nếu R (hoặc H, C, G) = f(i,x) thì đó là đường dây không đều • Trong thực tế các thông số này phụ thuộc nhiều yếu tố → không xét đến • Chỉ giới hạn ở đường dây dài đều & tuyến tính • Chỉ xét 2 bài toán: – Xác lập điều hoà – Quá độ Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 11 Khái niệm (9) • Kích thước mạch trên 10% bước sóng • R (Ω/km), L (H/km), C (F/km) & G (S/km) không đổi • Chỉ xét 2 bài toán: – Xác lập điều hoà – Quá độ  ∂u ∂i − ∂x = Ri + L ∂t  − ∂i = Gu + C ∂u  ∂x ∂t dx Đường dây dài - sites.google.com/site/ncpdhbkhn 12 ...