Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Ochrona odgromowa i przepięciowa					Paweł Ciupek Artur Piegza Maciej Data Łukasz Nazimek Piotr Ciemięga Radosław Kozłowski Krzysztof Wybrański Lech Szpyra
Moduł: Wytwarzanie, Rozdział i Przesył Energii Elektrycznej
Wydział: EAIiE	Rok akad.: 2003/04		Rok studiów: IV	Kierunek: Elektrotechnika			Grupa: I
Temat ćwiczenia: Przejście fali przez węzeł w linii długiej
Data wykonania: 31.03.2004		Data zaliczenia:				Ocena:

I Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie zjawisk falowych w liniach elektroenergetycznych złożonych z odcinków o różnej budowie. W ćwiczeniu zjawiska te badane były na modelu linii długiej.

II Wykonanie ćwiczenia

Schemat układu pomiarowego.

Jako źródło wykorzystuje się generator impulsów prostokątnych o regulowanej częstotliwości. Model zawiera jedną linię (środkową) o impedancji Z₀ i długości l₀= 33m. Linie skrajne, będące z założenia nieskończenie długimi, zastąpione są rezystancjami skupionymi. Impedancja falowa lewej linii Z₁ składa się z rezystancji wyjściowej generatora R_g i rezystancji dodatkowego opornika R_s. Impedancja falowa linii prawej jest zastąpiona rezystancją R_2.

Wyniki pomiarów:

1. parametry linii środkowej

l₀= 33 m.

Lp.	Z0 [Ω]	t0[μs]	V0 [km/s]
1	90	0,175	188,6

Z₀ - impedancja falowa

t₀ - czas przejścia fali przez linię środkową o impedancji Z₀

l_{0 -} długość linii środkowej

V₀ - prędkość propagacji fali

2. napięć przy różnych wartościach impedancji Z₁, Z₀, Z₂

Wariant	Rg [Ω]	Rs [Ω]	Z1= Rg + Rs [Ω]	Z0 [Ω]	Z2 [Ω]
Z1> Z0 <Z2	50	350	400	90	400
Z1< Z0 >Z2	50	350	43,75	90	43,75
Z1< Z0 <Z2	50	350	43,75	90	400

Otrzymane charakterystyki (wspólne przebiegi napięć w punktach A i B przy różnych wartościach impedancji Z₁, Z₀, Z₂)

1) Z₁> Z₀ <Z₂

B

A U=5,53[V]

U= 3,8[V]

t=0,175[μs]

- współczynniki przejścia i odbicia fali obliczono z następujących wzorów:

α₁₀= 0,37

α₀₂= 1,63

β₁₀= 0,63

β₂₀= 0,63

2) Z₁< Z₀ >Z₂

A

B

U=10,5[V]

U=7,25[V]

0,175[μs]

α₁₀= 1,34

α₀₂= 0,65

β₁₀= -0,34

β₂₀= -0,34

3) Z₁< Z₀ <Z₂

B

A

16,8 [V]

11,55 [V]

0,175[μs]

α₁₀= 1,34

α₀₂= 1,63

β₁₀= -0,34

β₂₀= 0,63

Teoretycznie wyznaczone przebiegi napięć w punktach A i B dla jednego wariantu wartości Z₁, Z₀ i Z₂ (dla wariantu 3)

- teoretyczna wartość napięcia w punkcie B wyraża się wzorem:

gdzie:

U= 12,25 [V] - napięcie z generatora

B

A

22,04 [V]

12,25 [V]

0,175[μs]

III Wnioski

W ćwiczeniu zapoznaliśmy się ze zjawiskami falowymi występujących w liniach elektroenergetycznych złożonych z odcinków o różnej budowie. W ćwiczeniu zjawiska te badane były na modelu linii długiej.

Obserwacji przebiegów fali w linii, dokonywaliśmy na oscyloskopie dla różnych wartości impedancji Z1 i Z2. Dla wariantów (Z₁> Z₀ <Z₂) i (Z₁< Z₀ <Z₂), można zaobserwować podwyższenie amplitudy fali padającej spowodowane nałożeniem się na nią fali odbitej. Dla wariantu (Z₁< Z₀ >Z₂) natomiast obserwujemy zjawisko, gdy odbita fala pomniejsza wartość fali padającej.

---