Розрахунок кіл трифазного струму та перехідних процесів у лінійних електричних колах (стр. 1 из 6)
Міністерство освіти та науки України
Донбаська державна машинобудівна академія
Кафедра електротехніки та електроустаткування
КУРСОВА РОБОТА
з дисципліни „Електротехніка та електромеханіка”
Тема: Розрахунок кіл трифазного струму та перехідних процесів у лінійних електричних колах
Краматорськ
Зміст
1. Розрахунок трифазних ланцюгів
1.1 Загальні положення
1.2 Розрахунок режимів роботи при з’єднанні навантаження в трьохпровідну зірку
1.3 Розрахунок режимів роботи при з'єднанні несиметричного навантаження в зірку
1.4 Розрахунок режимів роботи при з'єднанні несиметричного навантаження в трикутник
2. Розрахунок перехідних процесів в електричних колах
2.1 Загальні положення
2.2 Розрахунок перехідних процесів класичним та операторним методами
Задача 2.2.1
Задача 2.2.2
Задача 2.2.3
Список літератури
1. РОЗРАХУНОК ТРИФАЗНИХ ЛАНЦЮГІВ
1.1 Загальні положення
Головною відмінною рисою трифазного кола є сукупності трьох однофазних кіл, в яких діють три синусоїдальні ЕДС одних частот, є загальне джерело цих трьох ЕДС (напружень). Якщо напруження джерела рівні і здвинуті відносно один одного по фазі на один і той же кут, джерело вважається симетричним, а сукупність напружень, що видається - симетричною системою напружень.
Якщо в кожну фазу включені однакові опори навантаження (наприклад, обмоток статора асинхронного двигуна ), то таке навантаження симетричне, а режим роботи кола називається також симетричним. Біля 90% всієї електроенергії, що виробляється, споживається в симетричних режимах.
Струми і напруження в таких колах розраховуються тими ж методами, що і в однофазних колах. Але в симетричному режимі розрахунок можна здійснити відносно однієї фази і результати розрахунку перенести на дві інші. Випадки несиметричних режимів внаслідок стандартних аварійних ситуацій звичайно аналізуються на основі векторних діаграм симетричного режиму і з ним порівнюються.
Несиметричні режими через несиметрію навантаження розраховуються символічним методом. Що найчастіше зустрічається випадок несиметричного режиму - освітлювальне навантаження житлових приміщень, що виконується по схемі " зірка - зірка " з нульовим проводом (чотирьох провідна зірка). Схема відрізняється симетричною системою фазних напружень на навантаженні. Напруження зміщення нейтралі (між нейтральними (нульовими) точками приймача і джерела) в цьому випадку немає.
Тому фазні (вони ж і лінійні) струми знаходяться згідно із законом
а струм в нульовому проводі - згідно з першим законом Кірхгофа:
При з'єднанні навантажень зіркою без заземленої нейтралі напруження зміщення нейтралі визначається за методом двох вузлів:
При відсутності нульового проводу 
. Потім знаходять напруження несиметричної системи на приймачах окремих фаз: 
Після цього визначають фазні (лінійні) струми згідно із законом Ома і для трьох провідної зірки мають
При з'єднанні несиметричного навантаження трикутників фазні напруження навантаження рівні лінійним напруженням джерела і вважаються відомими. Фазні струми визначаються згідно із законом Ома, а лінійні - згідно з 1 законом Кірхгофа для вершин трикутника навантаження:
Сума лінійних струмів в будь-якій трьохпровідній системі завжди дорівнює 0.
В час приведення балансу потужностей при визначенні потужностей джерела символічним методом потрібно мати на увазі, що обмотки генератора звичайно сполучаються в зірку, де фазні напруження відстають по фазі від відповідних лінійних напружень на кут 30°. При несиметричних режимах в трьохпровідних системах рівності потужностей фаз приймача і навантаження звичайно немає, але, безумовно, загальний баланс активних і реактивник потужностей джерела і навантаження завжди має місце.
Для наочності і виконання допоміжних операцій аналізу відношення кутів зсуву фаз, наприклад при прогнозі потужностей, що вимірюються в методі вимірювання двома ватметрами, визначення напружень між різними точками схеми широко використовуються векторні і топографічні діаграми. Звичайно їх починають будувати з однією з симетричних систем напруженні джерела (при з'єднанні навантаження в зірку - фазних, а при з'єднанні навантаження трикутників - лінійних), потім будують векторну діаграму струмів і закінчують векторною або топографічною діаграмою напружень.
У деяких областях електротехніки аналіз несиметричних режимів проводять методом симетричних складових.
1.2 Розрахунок режимів роботи при з'єднанні симетричного навантаження в трьохпровідну зірку.
Зміст завдання.
Три однакових приймача енергії з опорами R, XL, XC з’єднані зіркою та підключені до симетричного трифазного генератора з лінійними напругами UЛ. Визначити фазні напруги та струми, а також покази ватметрів для наступних випадків: а) навантаження симетричне; б) обірваний провід С; в) приймач В закорочений.
UЛ = 380 В, R = 16 Ом, XL = 12 Ом.
Рішення
a) Схема до задачі 1.2(а)
Так як нагрузка симетрична, то система фазних напруг генератора та нагрузки співпадають (напруги зміщення нейтралі відсутні UO/O = 0).
; 
; 
, тобто
; 
; 
.Кут зсуву фаз між напругою та струмом в усіх фазах
.Споживана потужність
;Векторна діаграма до задачі 1.2(а)
Потужність, що вимірюється ватметрами
; 
.Кути
дані на векторній діаграмі. 
Повна потужність, що вимірюється,
рівна повній потужності, визначеній в розрахунку:
.б) Схема до задачі 1.2(б)
При обриві лінійного проводу С точка с втратила потенціал точки С, Uc = 0, приймачі фаз А та В виявилися послідовно ввімкненими на лінійне напруження UCA і при рівності zA = zB точка О/ знахотиться на векторній діаграмі на середині вектора.
Векторна діаграма
 |
до задачі 1.2 (б)
Напруження в фазах Ua і Ub виявилися рівними і протилежними векторами:
Струми:
Кут φ зберіг своє значення в цих фазах. Споживана потужність знайдеться як сума потужностей фаз А та В:
Вимірювана потужність:
Кути α1 = 970 та α2 = 230 визначені з векторної діаграми.
в) Схема до задачі 1.2(в)
