Linii de transmisie (linii electrice lungi) - users. denisad/Disciplina: Compatibilitate...

download Linii de transmisie (linii electrice lungi) - users. denisad/Disciplina: Compatibilitate Electromagnetica... ·

of 49

  • date post

    29-Aug-2019
  • Category

    Documents

  • view

    214
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Linii de transmisie (linii electrice lungi) - users. denisad/Disciplina: Compatibilitate...

  • Curs 3

    Linii de transmisie (linii electrice lungi)

    Disciplina: COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICĂ

    Titular curs: Conf. Dr. Ing. Denisa ȘTEȚ

    CURS pentru anul IV IE, Specializările: ET, I&AD, IM

    AN UNIVERSITAR: 2018-2019

    http://users.utcluj.ro/~denisad

  • Obiectivul cursului 3:

    3.1. Linii de transmisie intalnite in practica

    3.2. Parametrii lineici (primari) ai liniilor electrice lungi

    3.3. Ecuatiile liniilor electrice lungi (Ecuatiile telegrafistilor)

    3.4. Bilantul puterilor instantanee

    3.3. Linii electrice lungi in regim permanent sinusoidal

    3.6. Unde directe si inverse

    3.7. Parametrii secundari ai liniilor electrice lungi

    3.8. Impedanta de intrare a liniei electrice lungi

    3.9. Mersul in gol si in scurt-circuit a liniei electrice lungi

    3.10. Unde stationare

    3.11. Cazuri particulare de linii lungi

    3.12. Aplicatii numerice

    Cuprinsul cursului:

    Insusirea unor notiuni generale referitoare la liniile de

    transmisie (linii lungi)

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3 2/41

    http://www.google.ro/imgres?q=objective&um=1&hl=ro&sa=N&rlz=1T4ADRA_enRO404RO417&biw=1280&bih=822&tbm=isch&tbnid=fy3o_Br0jKkAjM:&imgrefurl=http://bownishi.com/home/our-obejctive/&docid=UOItTXQgrzSnuM&imgurl=http://bownishi.com/wp-content/uploads/2012/03/Objectives.png&w=291&h=221&ei=RvD2T_KdLIXXtAb1n83SBQ&zoom=1

  • Linie de transmisie = ansamblu de conductori utilizat pentru transportul

    si distributia energiei electrice, de la generatoare catre receptoare – in

    electroenergetica – sau pentru transmisia semnalelor electromagnetice – in

    telecomunicatii.

    4.1. Linii de transmisie intalnite în practica

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.1. Linii de transmisie intalnite in practica

    3/41

  • Linii în cablu simetricCablul coaxial

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.1. Linii de transmisie intalnite in practica

    4/41

  • Cablul cu perechi torsadate

    UTP: Unshielded Twisted Pair (Cablu cu

    perechi răsucite neecranat)

    FTP: Foiled Twisted Pair (Cablu cu perechi

    răsucite în folie)

    STP: Shielded Twisted Pair (Cablu cu perechi răsucite ecranat)

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.1. Linii de transmisie intalnite in practica

    5/41

    http://www.prysmian.com/export/pics/Prysmian/BIG_FTP_DX32.jpg

  • Cabluri de date de tip IDE Linii plate folosite la frecvente inalte

    Microstrip Stripline

    Slotline

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.1. Linii de transmisie intalnite in practica

    6/41

  • Ghiduri de unda (GU) Fibra optica

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.1. Linii de transmisie intalnite in practica

    7/41

  • O linie electrica a carei lungime este comparabila cu lungimea de unda a

    semnalului se numeşte linie electrica lunga.

    CIRCUITE CU PARAMETRI

    REPARTIZATI

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3 8/41

  • Rezistenta lineica (rezistenta electrica totala a

    celor doi conductori) (Ω/m)

    Conductanta lineica de izolatie (perditanta)

    (conductanta izolantului dintre conductoarele

    liniei pe unitatea de lungime(S/m)

    Inductanta lineica (inductivitatea sistemului de

    doua conductoare pe unitatea de lungime a

    liniei) (H/m)

    Capacitatea lineica (capacitatea sistemului de

    doua conductoare pe unitatea de lungime a

    liniei) (F/m)

    Observatie: Daca Rl, Ll, Cl, Gl nu depind de x

    LINIE ELECTRICA OMOGENA

    3.2. Parametrii lineici (primari) ai liniilor electrice lungi

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3 9/41

  • T1K(A):

    T2K(ABCDA):

    Ecuatiile de ordinul întâi ale

    telegrafistilor

    (Ec.T1)

    Curentul de

    conductie ce se

    scurge între

    conductori pe

    portiunea dx

    Curentul de

    deplasare care se

    scurge între

    conductori, pe

    portiunea dx Cadere rezistiva de

    tensiune in lungul

    portiunii dx

    Cadere inductiva de

    tensiune in lungul

    portiunii dx

    3.3. Ecuatiile liniilor electrice lungi

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

     Scăderea curentului pe unitatea de lungime a unui conductor al liniei, este egală cu suma dintre curentul

    de pierderi prin izolantul dintre conductoare şi curentul capacitv (ambii calculati pe unitatea de lungime).

     Scăderea tensiunii pe unitatea de lungime a liniei este egală cu suma dintre căderile de tensiune rezistivă şi

    inductivă, ambele calculate pe unitatea de lungime.

    10/41

  • Ecuatiile diferentiale de ordin doi

    ale telegrafistilor

    (Ec. T2)

    Observatie: Cele două ecuaţii (Ec. T2) nu sunt independente, ele fiind legate prin

    ecuaţiile de primul ordin (Ec. T1)

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    0

    0

    l

    l

    G

    R

    Ecuatiile undelor

    3.3. Ecuatiile liniilor electrice lungi

    11/41

    ... Demonstratie pe tabla

  •  Scăderea puterii instantanee transmisă liniei este egală cu suma dintre

    puterile dezvoltate prin efect Joule în conductoarele liniei şi în izolantul dintre

    conductoare şi viteza de variaţie în timp a energiilor magnetică şi electrică,

    toate calculate pe unitatea de lungime a liniei.

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.4. Bilantul puterilor instantanee

    12/41

    ... Demonstratie pe tabla

  • 3.3. Linii electrice lungi in regim permanent sinusoidal

    Forma complexa a ecuatiilor telegrafistilor si solutii elementare

    Impedanta complexa

    lineica longitudinala

    Admitanta complexa

    lineica transversala

    Ecuatiile de ordinul intai ale

    telegrafistilor in regim permanent

    sinusoidal, in forma complexa

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3 13/41

    ... Demonstratie pe tabla

  • 3.3. Linii electrice lungi in regim permanent sinusoidal

    Constantă (lineică) complexă de propagare

    Ecuatiile de ordinul doi ale telegrafistilor in regim permanent

    sinusoidal, in forma complexa

    Impedanta caracteristica complexa a liniei

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    (Ec. SRP_UI)

    14/41

  • COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.3. Linii electrice lungi in regim permanent sinusoidal

    Din (Ec. SRP_UI):

    Ecuatiile de tip cuadripolar ale liniei lungi

    (la bornele de iesire ale liniei) (Ec. TC_22’)

    15/41

    (Ec. SRP_UI)

  • COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    ;

    Din (Ec. SRP_UI):

    Ecuatiile de tip cuadripolar

    ale liniei lungi (la bornele

    de intrare ale liniei)

    (Ec. TC_11’)

    3.3. Linii electrice lungi in regim permanent sinusoidal

    16/41

  • Componenta directă de tensiune

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.6. Unde directe si inverse pe liniile electrice lungi

    17/41

  • COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    Amplitudinea descreşte

    exponenţial cu distanţa x, este maximă

    la bornele de intrare ale liniei şi este minimă

    la bornele de ieşire

    doU2

    l

    do leU

     2

     Pt. αl = 0, termenul ud(x,t) variază sinusoidal

    în raport cu unghiul (ωt − βl x + αudo ).

    Intervalul minim de timp după care în acelaşi

    punct x, componenta ud are aceeaşi valoare,

    este perioada de timp T

    3.6. Unde directe si inverse pe liniile electrice lungi

    18/41

  •  Valoarea instantanee ud(x,t) la distanţa x şi

    la momentul t este egală cu valoarea

    instantanee la distanţa (x+dx) şi momentul

    (t+dt)

    Viteza de fază

     Distanţa minimă măsurată în lungul liniei,

    la care în acelaşi moment t componenta ud are

    aceeaşi valoare, este perioada spaţială λ

    (lungimea de undă).

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.6. Unde directe si inverse pe liniile electrice lungi

    19/41

  •  Componenta ud(x,t) este o unda care

    se propaga de la bornele de intrare

    catre bornele de ieşire, cu viteza v; se

    numeşte componenta (unda) directa de

    tensiune.

    Datorită exponenţialei e−αl x , unda

    directă este atenuata în sensul

    propagarii.

    Atenuarea undei directe

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.6. Unde directe si inverse pe liniile electrice lungi

    20/41

  • Componenta inversa de tensiune

    COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 3

    3.6. Unde directe si inverse pe liniile electrice lungi

    21/41

  •  Componenta ui(x,t) este o

    undă care se propagă de la

    bornele de iesire către bornele de

    int