Bài giảng Lý thuyết mạch điện 2: Chương 7 - TS. Trần Thị Thảo

Bài giảng "Lý thuyết mạch điện 2: Chương 7 - Đường dây dài" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Khái niệm cơ bản; Đường dây dài ở chế độ xác lập (truyền công suất); Đường dây dài ở chế độ quá độ (truyền sóng). Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Lý thuyết mạch điện 2: Chương 7 - TS. Trần Thị Thảo Nội dung❑Phần 1: Mạch điện tuyến tính ở chế độ xác lập❑Phần 2: Mạch điện tuyến tính ở chế độ quá độ❑Phần 3: Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập, quá độ❑Phần 4: Đường dây dài (ở chế độ xác lập và quá độ) 1 Chương 7: Đường dây dài➢ Khái niệm cơ bản▪ Các hiện tượng và thông số cơ bản của đường dây▪ Các phương trình cơ bản của đường dây➢ Đường dây dài ở chế độ xác lập (truyền công suất)▪ Hệ phương trình hyperbolic của đường dây dài▪ Ma trận A tương đương của đường dây dài▪ Giải bài toán đường dây dài ở chế độ xác lập➢ Đường dây dài ở chế độ quá độ (truyền sóng)▪ Đường dây dài không tiêu tán▪ Mô hình Petersen▪ Giải bài toán quá trình quá độ Lý thuyết mạch điện 2 2 Chương 6: Đường dây dài➢ Khái niệm cơ bản▪ Các hiện tượng và thông số cơ bản của đường dây▪ Các phương trình cơ bản của đường dây➢ Đường dây dài ở chế độ xác lập▪ Hệ phương trình hyperbolic của đường dây dài▪ Ma trận A tương đương của đường dây dài▪ Giải bài toán đường dây dài ở chế độ xác lập➢ Đường dây dài ở chế độ quá độ (truyền sóng)▪ Đường dây dài không tiêu tán▪ Mô hình Petersen▪ Giải bài toán quá trình quá độ 3 Khái niệm (1)❑Mô hình mạch có thông số tập trung/đường dây “ngắn”- Hệ thống/thiết bị điện có kích thước/khoảng cách L nhỏ hơn nhiều so với bước sóng tín hiệu  lan truyền trong mạch (thông thường: L Khái niệm (2) ❑Mô hình đường dây dài/mạch có thống số rải - Áp dụng cho hệ thống/thiết bị điện có kích thước/khoảng cách đủ lớn so với bước sóng của tín hiệu lan truyền trong mạch (ví dụ L>5% ) - Tính đến yếu tố không gian: trục xVí dụ xét đường dây dài hay ngắn- Hệ thống điện với tần số f=50Hz→ c/f=300000km/50=6000km- Tần số vô tuyến, ví dụ f= 100MHz → c/f =300x 106/100x106=3m Thông tin vệ tinh: f~ 3 – 30 GHz,… 5 Đường dây dài (1)❑Phương trình đường dây dài- Lấy một vi phân đường dây x nhỏ hơn nhiều so với . Tại vi phân này, ta dùng mô hình mạch có thông số tập trung i(x,t) R,L,G,C u(x,t) 0 l x x• C: điện dung; G: điện dẫn rò; R: điện trở; L: điện cảm tính cho một đơn vị dài đường dây (m, km, cm) 6 Đường dây dài (2) x- Trên x, các hiện tượng điện từ đặc trưng bởi các phần tử cơ bản R,L,G,C (giả sử không đổi theo thời gian) i(x,t) R,L,G,C u(x,t) 0 l x x i(x,t) R x L x i(x+ x,t) ig ic • Sai khác dòng: do dòng chuyển dịch và u(x,t) G x C x u(x+ x,t) dòng rò chảy tắt giữa hai dây • Sai khác áp: do có sụt áp cảm ứng và Ohm trên mỗi nguyên tố đoạn dây 78 Hệ phương trình đặc trưng (1)- Cặp biến đặc trưng trên x: u(x,t), i(x,t) i(x,t) R x L x i(x+ x,t) ig ic u(x,t) G x C x u(x+ x,t)- Theo Kirchhoff 1: i( x + x, t ) = i( x, t ) − ig ( x, t ) − iC ( x, t ) u ( x + x, t )  i ( x + x, t ) = i ( x, t ) − Gx.u ( x + x, t ) − C x  t  u ( x + x, t )   i ( x + x, t ) − i ( x, t ) = −  G.u ( x + x, t ) + C   x  t  i ( x + x, t ) − i ( x, t ) u ( x + x, t ) − = G  u ( x + x, t ) + C  x t 9 i ( x + x, t ) − i ( x, t ) u ( x + x, t ) − = G  u ( x + x, t ) + C  x t Hệ phương trình đặc trưng (2) i(x,t) R x L x i(x+ x,t) - Theo Kirchhoff 2: ig ic u ( x + x, t ) = u ( x, t ) − u R (t ) − u L (t ) u(x,t) G x C x u(x+ x,t) i ( x, t )  u ( x + x, t ) = u ( x, t ) − Rx  i ( x, t ) − Lx  ...