Возможен ли такой метод борьбы с гололедом на ВЛ?

Сообщение №59338 от feniks 16 августа 2009 г. 15:55
Тема: Возможен ли такой метод борьбы с гололедом на ВЛ?

Заинтересовал такой момент. Возможно ли бороться с гололедообразованием на воздушных линиях электропередач с помощью эффекта магнитострикции?
Например достижением мелкой вибрации проводов, вызываемых этим эффектом. Основой принципа магнитострикции являются магнитомеханические свойства этих материалов. Если ферромагнитное тело (в данном случае,например, воздушная линия) находится в области магнитного поля, то оно вызывает микроскопическую деформацию его молекулярной структуры, что приводит к его механическим колебаниям от действия переменного магнитного поля.
Есть также такие специальные приборы, как магнитострикционный излучатель, он позволяет преобразовать энергию магнитного поля в механическую? Буду рад вашим ответам и предложениям!

справка
Магнитострикция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — эффект изменения формы тела при воздействии на него магнитного поля. Эффект вызван изменением взаимосвязей между атомами в кристаллической решётке, и поэтому свойственен всем веществам. Изменение формы тела может проявляться, например, в растяжении, сжатии, изменении объёма, что зависит как от действующего магнитного поля, так и от кристаллической структуры тела. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов. Их относительное удлинение ΔL / L обычно варьируется в пределах 10-5…10-2.


Отклики на это сообщение:

> Заинтересовал такой момент. Возможно ли бороться с гололедообразованием на воздушных линиях электропередач с помощью эффекта магнитострикции?
> Например достижением мелкой вибрации проводов, вызываемых этим эффектом. Основой принципа магнитострикции являются магнитомеханические свойства этих материалов. Если ферромагнитное тело (в данном случае,например, воздушная линия) находится в области магнитного поля, то оно вызывает микроскопическую деформацию его молекулярной структуры, что приводит к его механическим колебаниям от действия переменного магнитного поля.
> Есть также такие специальные приборы, как магнитострикционный излучатель, он позволяет преобразовать энергию магнитного поля в механическую? Буду рад вашим ответам и предложениям!

Правильно мыслишь и есть такие характеристики для специальных материалов с хорошо выраженными магнитострикционными свойствами. Единственное, что вызывает сомнения в возможности этого это уровень энергетики магнитострикции проводов ЛЭП, под действием полей штатного тока линий. Для того, чтобы не дать прикрепиться капельке конденсата на провод - необходим вполне определённый уровень энергии/см^2 поверхности провода, больший энергии смачивания металлической поверхности, что весьма немалая величина и если бы таковая достигалась, то...ох как много бы мы теряли на линии. Сейчас, линии греют током и в сложных ситуациях - добавляют механические воздействия!

> справка
> Магнитострикция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — эффект изменения формы тела при воздействии на него магнитного поля. Эффект вызван изменением взаимосвязей между атомами в кристаллической решётке, и поэтому свойственен всем веществам. Изменение формы тела может проявляться, например, в растяжении, сжатии, изменении объёма, что зависит как от действующего магнитного поля, так и от кристаллической структуры тела. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов. Их относительное удлинение ΔL / L обычно варьируется в пределах 10-5…10-2.
Так, и учтя, что энергетика - есть квадрат амплитуды, то...как видишь - штука дорогая!


> Заинтересовал такой момент. Возможно ли бороться с гололедообразованием на воздушных линиях электропередач с помощью эффекта магнитострикции?
> Например достижением мелкой вибрации проводов, вызываемых этим эффектом. Основой принципа магнитострикции являются магнитомеханические свойства этих материалов. Если ферромагнитное тело (в данном случае,например, воздушная линия) находится в области магнитного поля, то оно вызывает микроскопическую деформацию его молекулярной структуры, что приводит к его механическим колебаниям от действия переменного магнитного поля.
> Есть также такие специальные приборы, как магнитострикционный излучатель, он позволяет преобразовать энергию магнитного поля в механическую? Буду рад вашим ответам и предложениям!
>

> справка
> Магнитострикция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — эффект изменения формы тела при воздействии на него магнитного поля. Эффект вызван изменением взаимосвязей между атомами в кристаллической решётке, и поэтому свойственен всем веществам. Изменение формы тела может проявляться, например, в растяжении, сжатии, изменении объёма, что зависит как от действующего магнитного поля, так и от кристаллической структуры тела. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов. Их относительное удлинение ΔL / L обычно варьируется в пределах 10-5…10-2.
Единственное, что ещё можно добавить к токовому прогреву проводов - после прогрева проводов их потрясти электродинамикой взаимодействия токов фаз: 2-х или 3-х, подавая и снимая ток с линий, с частотой развития на их пролётах изгибных колебаний проводов, с частотой колебаний разов в сто и выше, собственных колебаний проводного пролёта - от столба до столба. Т.е. после прогрева проводов в них подавать пачки синусоид, повторяющихся значительно чаще чем частота колебаний пролётов проводов и...тогда по пролётам проводов побегут , от их средины к столбам и обратно) поперечно-изгибные волны, взламывающие цилиндрические оболочки облединений и...полностью плавить лёд - не прийдётся - экономия, опятьжешь. Собственная частота поперчных колебаний пролётов проводов - низка и явл. функцией массы проводов, натяжения и пр. и, наверное, может быть 0,1 Гц и менее, следовательно, имеет смысл ток подавать в провода с частотой пачек синусоид, а то и постоянный, с частотой 10...50 Гц, что можно осуществлять от того же греющего трансформатора и с помощью тиристорных коммутаторов.



1) Если даже эффект магнитострикции применим для плавки гололледа(хотя думаю еще над этим, пусть и есть нюансы, алюмининий, например не совсем ферромагнетик) как скажется установка возле изоляторов на проводах виброгасителей? Насколько я знаю на ЛЭП с большими пролётами всячески стараются избежать вибраций проводов в виду плачевных последствий.
2) И в случае современного, традиционного на данный момент метода, как прогрев проводов, как говоришь, "порясти электродинамикой", как скажутся виброгасители?


Плавка током, кстати, по моему происходит на разных фазах неравномерно, на фазе А гололед может отпасть полностью, на ф. В и С - частично, либо отпадает изморозь, а гололед висит, приходится дополнительное время "держать в работе" линию. Да, насчет экономии верно, плавить можно не до конца. Если провода "потрясти электродинамикой" , может быть появится возможность уменьшить средний процесс плавки от ~1 ч до 35-40 минут...


3) ". Собственная частота поперчных колебаний пролётов проводов - низка и явл. функцией массы проводов, натяжения и пр. и, наверное, может быть 0,1 Гц и менее, следовательно, имеет смысл ток подавать в провода с частотой пачек синусоид, а то и постоянный, с частотой 10...50 Гц, что можно осуществлять от того же греющего трансформатора и с помощью тиристорных коммутаторов."
То есть предлагаешь 2 варианта, либо переменным током с частотой синусоиды, либо постоянным, частотой до 50 Гц?хм....интересно

4) Насчет греющегося трансформатора понятно, с другой стороны провода замыкаем....А можно поподробнее про тиристорные коммутаторы?


>
> 1) Если даже эффект магнитострикции применим для плавки гололледа(хотя думаю еще над этим, пусть и есть нюансы, алюмининий, например не совсем ферромагнетик) как скажется установка возле изоляторов на проводах виброгасителей? Насколько я знаю на ЛЭП с большими пролётами всячески стараются избежать вибраций проводов в виду плачевных последствий.
> 2) 2) И в случае современного, традиционного на данный момент метода, как прогрев проводов, как говоришь, "порясти электродинамикой", как скажутся виброгасители?
>
> Плавка током, кстати, по моему происходит на разных фазах неравномерно, на фазе А гололед может отпасть полностью, на ф. В и С - частично, либо отпадает изморозь, а гололед висит, приходится дополнительное время "держать в работе" линию. Да, насчет экономии верно, плавить можно не до конца. Если провода "потрясти электродинамикой" , может быть появится возможность уменьшить средний процесс плавки от ~1 ч до 35-40 минут...

>
> 3) ". Собственная частота поперчных колебаний пролётов проводов - низка и явл. функцией массы проводов, натяжения и пр. и, наверное, может быть 0,1 Гц и менее, следовательно, имеет смысл ток подавать в провода с частотой пачек синусоид, а то и постоянный, с частотой 10...50 Гц, что можно осуществлять от того же греющего трансформатора и с помощью тиристорных коммутаторов."
> То есть предлагаешь 2 варианта, либо переменным током с частотой синусоиды, либо постоянным, частотой до 50 Гц?хм....интересно

> 4) Насчет греющегося трансформатора понятно, с другой стороны провода замыкаем....А можно поподробнее про тиристорные коммутаторы?


кстати, при "механическом воздействии(тряске электродинамикой)" возможна ли пляска проводов? на проводах образуются стоячие волны, когда длина полуволны становится кратной длине пролета.


>> 1) Если даже эффект магнитострикции применим для плавки гололледа(хотя думаю еще над этим, пусть и есть нюансы, алюмининий, например не совсем ферромагнетик) как скажется установка возле изоляторов на проводах виброгасителей? Насколько я знаю на ЛЭП с большими пролётами всячески стараются избежать вибраций проводов в виду плачевных последствий.
> 2) И в случае современного, традиционного на данный момент метода, как прогрев проводов, как говоришь, "порясти электродинамикой", как скажутся виброгасители?
Колебания проводов с резонансными частотами - катастрофа, амплитуды могут доходить до разрушающих.
Предлагается же высокочастотная тряска проводов, а не колебания пролёта, как такового и с частотой много большей чем собственная резонансная пролётов, но не кратной ей. При это, пролёт, в целом, будет спокоен, как и виброгасители и в тоже время провода будут совершать поперечные, относительно высокочастотные изгибные колебания, имеющие начало зарождаться в центре пролёта, где жёсткость системы проводов минимальна и будут разбегаться от центра к подвесам на изоляторах и при малых потерях - способны отражаться от подвесов, как от точек защемления и вновь бежать к центру пролёта. Совершая, даже небольшие изгибные колебания, с малой длиной волны 100...200 мм, провода могут стряхивать раскалывая изнутри ледяные оболочки и может быть - при весьма слабом подогреве.

> Плавка током, кстати, по моему происходит на разных фазах неравномерно, на фазе А гололед может отпасть полностью, на ф. В и С - частично, либо отпадает изморозь, а гололед висит, приходится дополнительное время "держать в работе" линию. Да, насчет экономии верно, плавить можно не до конца. Если провода "потрясти электродинамикой" , может быть появится возможность уменьшить средний процесс плавки от ~1 ч до 35-40 минут...
Очевидно, что условия для плавок разные, особенно если провода разнесены по высоте, тут и разные скорости обдува – есть такой коэффициет – Kв.н. – ветровой нагрузки, учитывающий возрастающие скорости ветров с высотами, особенно в районе 10 м и более. Да, в режиме тряски – явно можно сократить теплорасходы и возможно – существенно.

>
> 3) ". Собственная частота поперчных колебаний пролётов проводов - низка и явл. функцией массы проводов, натяжения и пр. и, наверное, может быть 0,1 Гц и менее, следовательно, имеет смысл ток подавать в провода с частотой пачек синусоид, а то и постоянный, с частотой 10...50 Гц, что можно осуществлять от того же греющего трансформатора и с помощью тиристорных коммутаторов."
> То есть предлагаешь 2 варианта, либо переменным током с частотой синусоиды, либо постоянным, частотой до 50 Гц?хм....интересно
Переменным имеет смысл если это частоты тряски 50 … 100 гц, но эффективное значение, по силовому взаимодействию проводов, будет у синусоиды меньше из-за сказывания площадного показателя под кривой тока. С другой стороны, чтобы исключить токи подмагничивания греющего тр-ра, а тряску видимо желательно усмтраивать от него, чтобы не разводить кол-во оборудования, то следует пропускать нерезанные синусоиды, т.е. – синхронизироваться к переходам через нуль, пропускать чётное кол-во полупериодов и коммутировать сам тр-тор на линию, а не по его первичной стороне, а то и там придётся решать задачу плавного, безударного, включения тр-ра. Что проще на постоянном токе, например, если греющий тр-тор 3-х фазный, то поставить управляемый (ключевой – тиристорно/диодный) выпрямительный мост Ларионова и уже от него формировать прямоугольные импульсы тока для электродинамики. Тут уж можно -формировать импульсы произвольной длительности и частоты, тем более, что амплитуду можно задирать большую, что позволит генерировать мощные электродинамические колебания, т.к. индукция B – пропорциональна току, а силовые взаимодействия – квадрату индукции. Греющее же значение тока ограничивать до приемлемых величин – коэффициентом заполнения периода повторения тока – его длительностью, т.е. Iнагр.= Im*(tимп./T)^0,5.

> 4) Насчет греющегося трансформатора понятно, с другой стороны провода замыкаем....А можно поподробнее про тиристорные коммутаторы?
Тиристор, как управляемый полупроводниковый прибор, по токовой устойчивости – не превзойдённый ключ, имеющий малые прямые потери, габариты и высокое быстродействие, при низкой мощности управления. Он является однонаправленным ключом и если необходима коммутация переменногог тока, то используют аналог тиристора, как двунаправленного ключа – симистор или городят два тиристора, встречно параллельного включения, т.к. тиристоры, к токовым перегрузкам – более стойки.
Ну, здесь уже всё достаточно хорошо отработано, например, у себя на последней работе, во ВНИИЭлектро НВА, для испытания силовой контактной аппаратуры я сделал такой мост Ларионова, выполнив его полууправляемый, т.е. половина в нём – тиристоры, коими и управляем как нам необходимо, т.е. с необходимой частотой и длительностью, с выходным током до 30000 А, на токовый период - до 0,2 с, т.к. у нас там сухой тр-тор 3 МВт. Правда, чаще он используется как выключаемый выпрямитель, а ещё сделал отдельный тиристорный коммутатор выпрямленного тока, на выключаемых тиристорах. Во всех случаях пришлось выбирать тиристоры, подходящие по запасу ударного тока, скажем, 75000 А. Для этого более подходящи таблеточные тиристоры и часто - без радиаторов, но с их рессорами, системой сжатия, силовыми электродами и плавающими “пуговицами”, т.к. процессы весьма коротки и перегрева их структур – не предвидится, но…это всё из расчётов!
Если что необходимо подробнее, то уж на форуме нам не место, а что до тиристоров - то они мне уже и по ночам снятся!


> кстати, при "механическом воздействии(тряске электродинамикой)" возможна ли пляска проводов? на проводах образуются стоячие волны, когда длина полуволны становится кратной длине пролета.
Почему я оговорил, что трясти с частотой высокой, но не кратной резонансной частоте раскачки проводов пролёта, чтобы не раскачивать провода!


Спасибо за столь развернутые ответы! все очень интересно, на днях примерно надо будет все "прикинуть" в образе, как все это "заработает". Я еще напишу!)


Но по проводам и так течёт синусоидальный ток. Если на более высокой частоте,то полотна антенн на ПДРЦ также подверженны гололёду не смотря на большие протекающие ВЧ токи.Хотя замечено,что в местах пучностей тока намерзание медленнее.


> Но по проводам и так течёт синусоидальный ток. Если на более высокой частоте,то полотна антенн на ПДРЦ также подверженны гололёду не смотря на большие протекающие ВЧ токи.Хотя замечено,что в местах пучностей тока намерзание медленнее.
Правильно, но ведь греющий то ток приходится делать выше штатного, а нам необходимо повышенное электродинамическое взаимодействие проводов - его можно достичь на линии только через повышение индукции магн. поля и тогда сила взаимодействия проводов вырастет как квадрат приращения индукции, например, если импульсный ток поднять в 3 раза, то индукция поднимется в 3 раза, а сила взаимодействия проводов...аж в 9 раз! Следует учесть, что в 3-х фазной линии, при равных линейных токах и cosφ происходит взаимокомпенсация магнитного поля в области симметрии 3-х фаз, распололоженных по равностороннему треугольнику - т.назыв. магнитный нуль, копия тока в нулевом проводе! Т.к. характер взаимодействий проводов будет зависить от их пространственного расположения и если провода лежат в одной плоскости, то необходимо подвергать магнитной тряске - рядом расположенные пары фаз и так поочерёдно.
Что касается ВЧ - проводов, то там тряски быть не может из-за очень высокой частоты тока протекающего, т.е. частоты очень далёкой от собственного резонанса пролёта линии и из-за инерционных процессов линии провода не успевают совершать заметные колебания. В нашем же случае тем более управляемого тиристорами источника тока, где можно варьировать и частоту тока и коэфф. заполнения периода токовыми импульсами - поле деятельности боольшое и вполне реальное!
Кстати, какое примерное соотношение греющего тока и штатного, и какое выходное напряжение греющего тр-ра?


Я тут подумал, а как себя поведут при этом методе старенькие кабельные спуски при коммутационных перенапряжениях? Не везде же все новое стоит и испытанное 10*Uраб. И по потребителям - если свыше 1000В морока с предварительным переключением и опять же недоотпуск электроэнергии...


> Я тут подумал, а как себя поведут при этом методе старенькие кабельные спуски при коммутационных перенапряжениях? Не везде же все новое стоит и испытанное 10*Uраб.
Откуда предполагаются коммутационные перенапряжения? Во-первых - все линии, для обеспечения низких потерь - низкоомны, а прогрев производят в режиме К.З. линий, следовательно - хоть ток прогоняют и повышенный, против штатного, а от тр-ра понижающего и это ж будет и в случае применения тиристоров. Так что и...не предвидится перенапряжений и тем более - такого масштаба!

И по потребителям - если свыше 1000В морока с предварительным переключением и опять же недоотпуск электроэнергии...
Что же до недоотпуска, то тут необходимо выбирать: с электроэнергией - до победного, пока линии оборвутся, или с недоотпуском и с целыми линиями - третьего, пока нет!


А как считаете ,чтобы изогнуться, проводу ведь придется дополнительно растянуться. В таком случае при этих условиях провода могут прослужить не так уж и долго,когда их дополнительно дергают?


Я на днях поставил небольшой опыт. Взял бельевую веревку(капрон) поместил в большой морозильный бокс. Веревка покрылась толстым слоем гололёда. И я тихонько так стукнул по столбику к которому была привязана верёвка и верёвка звонко как струна лопнула.
То есть, я подумал насколько будет эфеективно греть а потом еще трясти? Между льдом и проводом появится прослойка воды которая будет амортизировать колебания провода.Если сперва трясти, и если провода не оборвутся ещё погреть.


> Я на днях поставил небольшой опыт. Взял бельевую веревку(капрон) поместил в большой морозильный бокс. Веревка покрылась толстым слоем гололёда. И я тихонько так стукнул по столбику к которому была привязана верёвка и верёвка звонко как струна лопнула.
> То есть, я подумал насколько будет эфеективно греть а потом еще трясти? Между льдом и проводом появится прослойка воды которая будет амортизировать колебания провода.Если сперва трясти, и если провода не оборвутся ещё погреть.
А об чём я гутарил, когда говорил, что ещё и экономию электроэнергии можно получить, от сокращения нагрева? Именно, теплом необходимо ослабить связь между проводом и гололёдом, не создавая мощной жидкостной прослойки, а иначе - колебания проводов будут безуспешно проходить в жидкой прослойке и провода будут болтаться в ней как г...о в проруби и без толку! Верёвку не стоит сравнивать с проводником, поскольку верёвка - это мелкая поливолоконная структура, а даже металлический пучёк проводов - это ещё не пропитанная заледеневшей водой верёвка, да и модули упругости необычайно отличаются, да и сталька вкладываемая в алюминиевый жгут - не мёд!
Однозначно, что необходима технология и её отработка и соблюдение, скажу больше, что развивая возможности способа, на использование более тонких дефектоскопических технологий, то я вижу возможности и диагностики состояния облединения и сброса и некоторые другие, но...сейчас - это всё досужие разговоры!


> Заинтересовал такой момент. Возможно ли бороться с гололедообразованием на воздушных линиях электропередач с помощью эффекта магнитострикции?
> Например достижением мелкой вибрации проводов, вызываемых этим эффектом. Основой принципа магнитострикции являются магнитомеханические свойства этих материалов. Если ферромагнитное тело (в данном случае,например, воздушная линия) находится в области магнитного поля, то оно вызывает микроскопическую деформацию его молекулярной структуры, что приводит к его механическим колебаниям от действия переменного магнитного поля.
> Есть также такие специальные приборы, как магнитострикционный излучатель, он позволяет преобразовать энергию магнитного поля в механическую? Буду рад вашим ответам и предложениям!
>

> справка
> Магнитострикция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — эффект изменения формы тела при воздействии на него магнитного поля. Эффект вызван изменением взаимосвязей между атомами в кристаллической решётке, и поэтому свойственен всем веществам. Изменение формы тела может проявляться, например, в растяжении, сжатии, изменении объёма, что зависит как от действующего магнитного поля, так и от кристаллической структуры тела. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов. Их относительное удлинение ΔL / L обычно варьируется в пределах 10-5…10-2.
В принципе, если эта тема злободневна и есть для этого желание и воля энергетиков, то ничто не помешало бы им открыть подобную тему, а нам обеспечить необходимое техническое решение!?


1) А вот с этого места по подробнее.

Со знакомым приходилось заниматься УЗК контролем труб для ТеВеЭЛов. Труба тот-же провод.И в ней возбуждались волны Лэмба и Рэлея.

2) по поводу соотношение греющего тока и штатного, выходное напряжение греющего тр-ра -

По идее все характеристики (и выходного напряжения) в паспорте...
по 110 кВ узнал - 230 А норматив прогрева(пробные),а если по факту все зависит от толщины стенки гололеда. так что точно не скажешь.район.сопротивление линии. аппаратура прогрева схема прогрева.

напряжение может быть 10 кВ. переменкой. 16 от выпрямительной установки или 35 от транса.

3) Оказывается также можно греть сварочным аппаратом постоянного тока, подключив его к низковольтной обмотке трансформатора, на производстве это проще всего.

p.s. прочитал интересную информацию на днях, оказывается на Зейской ГЭС основная выработка электроэнергии производится не летом, когда идут дожди и вода прибывает, а зимой. И не потому, что зимой электроэнергия нужнее. А потому что летом провода ЛЭП могут провисать до земли от нагрева. Зимой не нагреваются так сильно, холодно. Проектировщики напортачили))))


> 1) А вот с этого места по подробнее.

> Со знакомым приходилось заниматься УЗК контролем труб для ТеВеЭЛов. Труба тот-же провод.И в ней возбуждались волны Лэмба и Рэлея.
Да, приходилось и мне заниматься УЗ-контролем, правда в целях разработки методов неразруш. контроля стройконструкций и элементов стройиндустрии, с предварит. напряж. железобетонов, и контролем отсутствия внутренних трещин и напряжений в массивных каменных блоках, для изготовления инструментальных плит - никому не интересно резать и шлифовать плиту с дефектом!

> 2) по поводу соотношение греющего тока и штатного, выходное напряжение греющего тр-ра -

> По идее все характеристики (и выходного напряжения) в паспорте...
> по 110 кВ узнал - 230 А норматив прогрева(пробные),а если по факту все зависит от толщины стенки гололеда. так что точно не скажешь.район.сопротивление линии. аппаратура прогрева схема прогрева.

> напряжение может быть 10 кВ. переменкой. 16 от выпрямительной установки или 35 от транса.


> 3) Оказывается также можно греть сварочным аппаратом постоянного тока, подключив его к низковольтной обмотке трансформатора, на производстве это проще всего.
Полагаю, что во всех случаях достаточно довольно низковольтных установок постоянного тока, скажем с мостом Ларионова и тиристорным или даже с IGBT-транзисторным коммутатором, позволяющими этот процесс оптимизировать. IGBT-транзисторны выпускаются и модулями до 1000 А и более, напряжением >3-х киловольт, полноуправляемые и быстроходные! Опыт применения есть и самый богатый!

> p.s. прочитал интересную информацию на днях, оказывается на Зейской ГЭС основная выработка электроэнергии производится не летом, когда идут дожди и вода прибывает, а зимой. И не потому, что зимой электроэнергия нужнее. А потому что летом провода ЛЭП могут провисать до земли от нагрева. Зимой не нагреваются так сильно, холодно. Проектировщики напортачили))))
Необходимо глянуть на решения подобных проблем у железнодорожников - они натягивают линии через блок с грузовым-гравитационным натяжителем, компенсирующи все термоциклирования, а ведь у них, напряжение, как я слышал, доходит до 28000 В!


1)посидев порассуждав, мне стало немного неясно, что подразумевается

".... и коммутировать сам тр-тор на линию..."?

2)самому много раз приходилось ставить опыты по "тряске электродинамикой"?

3) в итоге какая получается схема подключения? греющий транс-тиристорный коммутатор-линия?


> 1)посидев порассуждав, мне стало немного неясно, что подразумевается

> ".... и коммутировать сам тр-тор на линию..."?
Имеется ввиду, что коммутировать выход греющего тр-ра на линию тиристорами и по переменному току, а не первичную сторону греющего тр-ра, т.к. коммутация первичной стороны любого тр-ра и с минимальными бросками первичного тока - задача сложнее, чем коммутация его вторичной стороны.


> 2)самому много раз приходилось ставить опыты по "тряске электродинамикой"?
Специально для тряски - немного - в основном электрогидравлические, с токами до 300 кА, но сопутствующие тряски, возникающие в генераторах больших, например, ударных токов, при испытании силовых полупроводниковых приборов и пр. - наблюдал многократно и боролся с этим, т.к. сам и разрабатывал эти генераторы - до 24 кА.


> 3) в итоге какая получается схема подключения? греющий транс-тиристорный коммутатор-линия?
Да, греющий тр-р запитан по первичке, а его вторичка, тиристорным коммутатором, без выпрямления или с выпрямлением - коммутируется на линии, с параметрами импульсов, по длительности и частоте - оптимальными к этой линии и ситуации на ней!


Хотел бы уточнить, что означает:

1) «пропускать нерезаные синусоиды, т.е. синхронизироваться к переходам через нуль»

2) «пропускать четное количество полупериодов»

3) При переменном токе, так понимаю следует выбрать греющий трансформатор со вторичной обмоткой по схеме “звезда – зигзаг” для того, чтобы исключить подмагничивание. Первичные обмотки трансформатора соединять треугольником? Нужно будет устранять потери, вызванных переменной составляющей потока вынужденного намагничивания.

4) Для получения постоянного напряжения нужно ли будет дополнить схему помимо фильтра на конденсаторе, стабилизатором напряжения и дросселем? Искал в Интернете эту информацию, везде пишут по разному, где то да, где то нет.

5) В одной из электротехнической литературе обнаружил, что оказывается нет различий схемы «звезда-ларионов» и «треугольник-ларионов» Выпрямители Ларионова называют мостовыми.…в другой книге описано их разное значение среднего выпрямленного напряжения, максимального тока, эквивалентного внутреннего сопротивления, а сами выпрямители Ларионова полумостовыми параллельными? В нашем рассматриваемом случае(при плавке) какая из схем более применима?

6) Что такое коэффициент заполнения периода повторения тока?

С недавнего времени в организации, в которой я работаю, решили инвестировать денежные вложения в проекты, в нововведения, на эксперименты с новым оборудованием. Вот и не приходится сидеть на месте, работать, создавать, экспериментировать, внедрять. Поэтому все Ваши ответы очень важны для меня. Я иногда бываю, наверное, слишком любопытен, электронику осваивали разве что полгода в институте, вот ведь как, век живи, век учись, приходиться учиться всему!


> Хотел бы уточнить, что означает:

> 1) «пропускать нерезаные синусоиды, т.е. синхронизироваться к переходам через нуль»
Да, правильно понимаешь - к переходам через нуль.


> 2) «пропускать четное количество полупериодов»
Т.е. - целое кол-во периодов, чтобы не было подмагничивания греющего тр-ра!


> 3) При переменном токе, так понимаю следует выбрать греющий трансформатор со вторичной обмоткой по схеме “звезда – зигзаг” для того, чтобы исключить подмагничивание. Первичные обмотки трансформатора соединять треугольником? Нужно будет устранять потери, вызванных переменной составляющей потока вынужденного намагничивания.
Да, такое соединение предпочтительней, но конструкция тр-ра - сложнее, пропускание целого кол-ва периодов - предполагает отсутствие подмагничивания.

Соединение треугольником - предпочтительнее, т.к. в нём закорачиваются симметричные составляющие, что в ТОЭ называют - прямая последовательность фаз, т.е. гармоники 3 и...кратные ей, нечётные. Тем более это предпочтение следует отдавать потому, что всякие выпрямители - искажают самое начало синусоиды, вблизи нуля, за счёт порога прямого падения на цепочке из 2-х последовательных вентилей. Т.к. схемы предпочтительнее мостовые, да и, даже, при Ларионовских схемах вентили коммутируются далеко от перехода через нуль, что "неприлично" подёргивает - возбуждает проходную индуктивность рассеяния тр-ра, тем более, что в момент перекоммутации с одной фазы выпрямления - на другую происходит кратковременное взаимоК.З. 2-х фаз и через них протекает повышенный уравнительный ток. Вообщим, все эти естественные перекоммутации - генерируют гармонические составляющие в сторону сети, в виде 3-ей и кратной ей гармоник, а треугольник их...АМ, в известной мере - коротит, что не требует сетевого фильтра, а в принципе, я владею конструкцией простейшего и самого эффективного сетевого, 3-х фазного фильтра, изобретённого моим покойным нач.отдела, ещё в начале 70-го года.

> 4) Для получения постоянного напряжения нужно ли будет дополнить схему помимо фильтра на конденсаторе, стабилизатором напряжения и дросселем? Искал в Интернете эту информацию, везде пишут по разному, где то да, где то нет.
Нет, после моста Ларионова, пульсации постоянки составляют ~6%, ну, если это будет неприемлемо, а в большинстве случаев столь грубого применения, как нагрев - то и этого за глаза хватит, а понадобится существенно меньше например, 0,67%, то сделаем надёжней - вторичных обмоток необходимо
иметь в 2 раза больше и на 3-х строить звезду, с мостом Ларионова, а на оставшихся 3-х - треугольник, с мостом Ларионова и...уже мосты, соединить последовательно и получим 12-ти фазные и ме-е-е-лкие пульсации, что их даже будет трудно рассмотреть! Ежели бы понадобилась стабилизация тока, то начто же нам коэффициен заполнения - вот им и можно будет стабилизировать и регулировать!

> 5) В одной из электротехнической литературе обнаружил, что оказывается нет различий схемы «звезда-ларионов» и «треугольник-ларионов» Выпрямители Ларионова называют мостовыми.…в другой книге описано их разное значение среднего выпрямленного напряжения, максимального тока, эквивалентного внутреннего сопротивления, а сами выпрямители Ларионова полумостовыми параллельными? В нашем рассматриваемом случае(при плавке) какая из схем более применима?

Полумостовое, понятие применяется, иногда, в сравнение со схемой Греца - ведь в ней, однофазной - 4-ре вентиля образуют мост и при одной фазе, а в схеме Ларионова 6-ть вентилей и 3-ри фазы ...ну, якобы и не полный мост, но это только впечатление. С другой стороны, бывает, что одно из плеч моста Ларионова управляемо: тиристорами, транзисторами и тогда иногда говорят - полумост, а правильно будет - полууправляемый мост....!
Определений по схемам выпрямления много и целые таблицы составлены и всё необходимо оценивать всякий раз - по задаче, а для нашего случая - полагаю достаточно одинарного, полууправляемого моста Ларионова!


> 6) Что такое коэффициент заполнения периода повторения тока?
Гамма, т.е. коэфф. заполнения током, в преобразовательной технике - означает отношение интервала протекания тока к периоду его повторения γ=t/T, где t-длительность протекания тока, с!


> С недавнего времени в организации, в которой я работаю, решили инвестировать денежные вложения в проекты, в нововведения, на эксперименты с новым оборудованием. Вот и не приходится сидеть на месте, работать, создавать, экспериментировать, внедрять. Поэтому все Ваши ответы очень важны для меня. Я иногда бываю, наверное, слишком любопытен, электронику осваивали разве что полгода в институте, вот ведь как, век живи, век учись, приходиться учиться всему!
Правильно делают - иначе, просто зашьёмся в разрухе, а работать...ну, пожалуй, ты молодой работник - надо работать, а я своё уже за 43 г работы наработал с гаком, только передавать теперь некому! С электроникой следует разбираться серьёзно, но не поверхностно, как сейчас часто подходят - по принципу больших систем, что не даст реального знания её глубин и...необходимо дружить с математикой!


Кстати, насчет собственной частоты поперечных колебаний проводов.

На первый взгляд, можно рассмотреть провод как струну (при этом мы пренебрегаем его упругостью на изгиб).
Для вычисления скорости распространения колебаний в этой струне необходимо будет знать силу натяжения.
Ее нужно будет вычислить, зная массу провода, его длину и растояние между опорами.
А дальше - берем собственные функции волнового уравнения для струны с обоими закрепленными концами; соответствующие собственные числа + скорость волн дадут нам частоту.

В рассмотренной модели форма колеблющегося провода будет
косинус (равновесная форма цепной нити) + синусо-подобное возмущение.

Либо же можно представить период колебаний, как у математического маятника - это функция l (провис) и g (ускорение свободного падения).


> Кстати, насчет собственной частоты поперечных колебаний проводов.

> На первый взгляд, можно рассмотреть провод как струну (при этом мы пренебрегаем его упругостью на изгиб).
Да, есть, кажется в матфизике изучалось - колебания струны.

> Для вычисления скорости распространения колебаний в этой струне необходимо будет знать силу натяжения.
> Ее нужно будет вычислить, зная массу провода, его длину и растояние между опорами.
Это естественно необходимо знать, т.к. при гнилых данных и вычислить то ничего не возможно.

> А дальше - берем собственные функции волнового уравнения для струны с обоими закрепленными концами; соответствующие собственные числа + скорость волн дадут нам частоту.
Полагаю, что в энергоснабжении, явно проблемой собственных колебаний проводов, ну, хотя бы, от ветровозмущений - давно занимались, откуда и появились демпфирующие прицепы! Стоит туда и...подглянуть, а то...с потугами откроешь Америку?

> В рассмотренной модели форма колеблющегося провода будет
> косинус (равновесная форма цепной нити) + синусо-подобное возмущение.
Тут я не понял - цепной или цепочечной линии? Уравнением последней может быть гиперболический косинус.

> Либо же можно представить период колебаний, как у математического маятника - это функция l (провис) и g (ускорение свободного падения).
Полагаю, что можно подойти и как к мат. маятнику, но предварительно необходимо определить центр масс провисающего провода, возможно воспользовавшись 1-й теоремой Гюгонио, сосредоточить всю массу провода в этом центре и с использованием гравитации вести расчёт. Если подсчитать основную резонансную частоту и умудриться - добротность, то и резонансная кривая будет в кармане, а колебания на более высоких частотах будут лежать на правом скате резонансной кривой и амплитуда их, будет легко определима и уже, через частоту и амплитуду необходимых колебаний - можно выйти на потребную энергию колебаний и ток раскачки, не забывая, при этом, что энергия колебаний - есть функция квадрата амплитуды!



> В рассмотренной модели форма колеблющегося провода будет
> косинус (равновесная форма цепной нити) + синусо-подобное возмущение.
Тут я не понял - цепной или цепочечной линии? Уравнением последней может быть гиперболический косинус.

Если пренебречь упругостью провода на изгиб, то речь идет о гиперболическом косинусе.
Приношу свои извинения за то, что пропустил слово "гиперболический" в своем посте.


Либо же можно представить период колебаний, как у математического маятника - это функция l (провис) и g (ускорение свободного падения).

Полагаю, что следует уточнить постановку задачи - о частоте каких именно колебаний идет
речь? Т.е. - колебаниях провода как целого (или - что то же самое - частоте колебаний координаты
его центра масс), либо - изгибных ("змейкообразных")колебаниях провода, при которых центр масс остается неподвижным.


...Если подсчитать основную резонансную частоту и умудриться - добротность, то и резонансная кривая будет в кармане...

Это будет кривая с более чем одним максимумом (каждой моде колебаний будет
отвечать свой), не так ли?

...и умудриться - добротность...

Учет факторов диссипации, имхо, заслуживает отдельного обсуждения


Кстати, сила натяжения непостоянна вдоль провода (и заметно непостоянна -- провода в струнки не вытягивают). Соответственно, и коэффициент в волновом уравнении будет непостоянен. не все так просто, но и не все так сложно:

А именно: горизонтальная составляющая силы натяжения одинакова в любой точке провода.
Сама же сила натяжения направлена вдоль касательной к проводу.
В таком случае (обозначив -горизонтальная ось, -направленная
вертикально вверх) . Fy/Fx=dy/dx=y'
При небольшом провисании производная y' "мала", т.е.,Fy<Более точно, проведенные оценки показали, что (при a<ДельтаТ/Т=8*(а/D)^2
где
D- расстояние между точками подвеса,
a- максимальный провис провода,
дельта Т- разница между максимальным и минимальным (вдоль провода) значениями
силы натяжения провода.


>
> > В рассмотренной модели форма колеблющегося провода будет
> > косинус (равновесная форма цепной нити) + синусо-подобное возмущение.
> Тут я не понял - цепной или цепочечной линии? Уравнением последней может быть гиперболический косинус.

Похоже, что мы квитируеся и пожалуй на этом Форуме это не стоит продолжать и занимать ресурсы Форума. Может пора перейти к эл. почте slavik1946@mail.ru, а то мой slavik1946@nm.ru - уже в перегрузе?

> Если пренебречь упругостью провода на изгиб, то речь идет о гиперболическом косинусе.
> Приношу свои извинения за то, что пропустил слово "гиперболический" в своем посте.

>
> Либо же можно представить период колебаний, как у математического маятника - это функция l (провис) и g (ускорение свободного падения).

> Полагаю, что следует уточнить постановку задачи - о частоте каких именно колебаний идет
> речь? Т.е. - колебаниях провода как целого (или - что то же самое - частоте колебаний координаты
> его центра масс), либо - изгибных ("змейкообразных")колебаниях провода, при которых центр масс остается неподвижным.

>
> ...Если подсчитать основную резонансную частоту и умудриться - добротность, то и резонансная кривая будет в кармане...

> Это будет кривая с более чем одним максимумом (каждой моде колебаний будет
> отвечать свой), не так ли?
Я написал...Если подсчитать основную резонансную частоту..., то значит, что она нам позволит определеться уже с более высокими частотами целевых "змейкообразований", а то и не знаешь - от какой печки плясать!

> ...и умудриться - добротность...

> Учет факторов диссипации, имхо, заслуживает отдельного обсуждения
По определению, добротность Q=ω*L/R, где добротность прогреваемой системы можно сразу же после постановки закоротки и периодически в интервалах перерывов - автоматизированно оперативно определить и по ней, определить необходимые параметры магнитной тряски: по напряжению, току и коэфф. заполнения. В своё время мне приходилось оказывать разработками помощь по диссертациям, моему бывшему подчинённому, связанную с неразрушающими методами контроля прочности, жёсткости и трещиностойкости преднапряжённых ж/б изделий, колебательными методами: по декрементам затуханий, скоростям отклика на свипп-генерацию и пр. изворотам и...ничего - прекрасно справились, в те времена (начала 80-х) использовав Z-80 и полностью автоматизировав все эти, мутатешные процессы. Задаёшь марку плиты и др. её исходные данные, родимая при этом лежит на призмах, нажимаешь "Измерение", плита возбуждается и затухая, букетом факторов поведения показывает всё своё нутро и даже всё о своих крутильных колебаниях, связанных с разнонатяжением арматурных стержней и её винтообразностью. Процесс, я скажу, шокирующий и полагаю, что здесь будет не сложнее, а товарищ тот - теперь зам.ректора по науке университета!

>
> Кстати, сила натяжения непостоянна вдоль провода (и заметно непостоянна -- провода в струнки не вытягивают). Соответственно, и коэффициент в волновом уравнении будет непостоянен. не все так просто, но и не все так сложно:
Я это прекрасно представляю!

> А именно: горизонтальная составляющая силы натяжения одинакова в любой точке провода.
> Сама же сила натяжения направлена вдоль касательной к проводу.
> В таком случае (обозначив -горизонтальная ось, -направленная
> вертикально вверх) . Fy/Fx=dy/dx=y'
> При небольшом провисании производная y' "мала", т.е.,Fy<
> Более точно, проведенные оценки показали, что (при a<
> ДельтаТ/Т=8*(а/D)^2
> где
> D- расстояние между точками подвеса,
> a- максимальный провис провода,
> дельта Т- разница между максимальным и минимальным (вдоль провода) значениями
> силы натяжения провода.
Знаешь, если необходима теоретизация данного процесса, то её легче всего сделать предварительно и на необходимый вступительный объём, а потом углублять и расширять - на основе реальных опытных данных, т.к. жизнь и практика часто шокирует и приходится существенно корректировать подходы!


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100