Симметриялы және симметриялы емес режимдерін есептеу

Акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА

ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС

УНИВЕРСИТЕТІ

Электртехниканың

Теориялық негіздері кафедрасы

ЭТН-2. ҮШ ФАЗАЛЫ ЭЛЕКТР ТІЗБЕКТЕРІН ЖӘНЕ СЫЗЫҚТЫ ЭЛЕКТР ТІЗБЕКТЕРІНДЕГІ ӨТПЕЛІ ПРОЦЕСТЕРДІ ЕСЕПТЕУ

№ 1-3 есептік - сызбалы жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар

5В071800 - Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшін

Алматы 2014

Құрастырушылар: М.М. Аршидинов, А.И. Нурова. ЭТН 2. Үш фазалы электр тізбектерін және сызықты электр тізбектеріндегі өтпелі процестерді есептеу. № 1-3 есептік - сызбалы жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар (бакалвриат, 5В071800 - Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшін). - Алматы: АЭжБУ, 2014. 15 б.

Есептік – сызбалы жұмыстарында ЭТН2 курсындағы мынандай тақырыптар бойынша: «Үш фазалы тізбектер» және «сызықты электр тізбектеріндегі өтпелі процестер» әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар келтірілген. Есептік – сызбалы жұмыстар екінші курс студенттеріне арналған, 5В071800 – Электр энергетикасы бакалавриат мамандықтары үшін.

Без. 54, кесте. 9, библиогр. - 5 атау.

Пікір жазған: техн. ғыл. д-р, профессоры К.К. Жумагулов

«Алматы энергетика және байланыс университетін» коммерциялық емес акционерлік қоғам 2014 жылғы жоспары бойынша басылады.

©Алматы энергетика және байланыс университеті КЕАҚ, 2014ж.

Мазмұны

Кіріспе 4

1 Тапсырма №1. Статикалық жүктемелі үш фазалық токтың тізбегінің симметриялы және симметриялы емес режимдерін есептеу 5

2 Тапсырма №2. Үш фазалық тізбектің симметриялы емес режимдерін симметриялық құрастырушылар тәсілімен есептеу 8

3 Тапсырма №3. Сызықты электр тізбектеріндегі өтпелі процестерді

есептеу 11

Әдебиеттер тізімі 14

Кіріспе

«Электротехниканың теориялық негіздері» (ЭТН) курсын оқығанда есептік - сызбалы жұмыстар (ЕСЖ) оның маңызды компоненті. ЕСЖ-ң орындау студентке теориялық жағдайларды практикалық есептеу жасағанда қолдануға, электр тізбегін өз бетінше талдап үйренуге, ал олар ЭТН курсын жақсы меңгеруге көмектеседі.

Есептік - сызбалы жұмыстарын орындағанда мына шарттар орындалуы керек:

- міндетті түрде өз нұсқаңды таңдап алуың керек, нұсқаны таңдап алу үшін студенттің студент кітапшасының соңғы екі санымен тегінің бірінші әріпі қажет, тапсырманың мәтіні ЕГЖ-ның түсініктемесінде қысқартусыз көшіріп жазылуы керек;

- түсініктемеде есептеу формулалары мен соңғы нәтижесін ғана емес, сонымен бірге оларды тексеруге мүмкіндік беретін арасындағы есептеулерді де көрсету керек;

- титулды бетте студенттің аты-жөні, тобы және нұсқасы міндетті түрде көрсетілуі керек;

- есептеліп отырған параметрлер үшін сәйкесінше өлшем бірлігін жазу керек, комплекстің үстіне нүкте қою қажет;

- түйіндердің, параметрлердің, резисторлардың, индуктивтіктердің, сыйымдылықтардың аттарын, токтың және кернеудің оң бағыттарын өзгертпеу керек;

- лездік шамалардың қисығы, векторлық, топографиялық, шеңберлік диаграммалар қосымша жабыстырылған миллиметрлік немесе торлы қағазда орындау керек;

- графикте көрсетілген шамалардың аттарын жазу керек. Масштабты графикпен немесе диаграммамен жұмыс істеу ыңғайлы болатындай етіп таңдау керек. Түсініктемеде сұлбаларды сызғыш, циркулді қолдана отырып, қарындашпен орындау керек;

- қолданылған әдебиеттің тізімін келтіру керек.

1 Тапсырма №1. Статикалық жүктемелі үш фазалық ток тізбегінің

симметриялы және симметриялы емес режимдерін есептеу

Фазалық ЭҚК-і Е_Ф, әр сымының кедергісі Z_пр болатын үш фазалық симметриялық генераторға фазалық кедергілері Z₁-мен жұлдызша жалғанған, ал фазалық кедергі Z₂-мен үшбұрышты жалғанған екі симметриялық қабылдағыш қосылған (1.1 суретті қара). Генератордың фазалық ЭҚК мәндері және тізбектің параметрлері 1.1, 1.2, 1.3 кестелерінде келтірілген.

Келесі тапсырмаларды орында:

а) сұлбада бүкіл үш фазалық тізбектің активті қуатын есептеу үшін екі ваттметр қосу

б) Берілген нұсқаға сәйкес есепте: жүйенің сымдарындағы және қабылдағыштардың фазаларындағы токтарды; қабылдағыштардың фазалық кернеулерін; ваттметрлердің көрсетулерін және активті, реактивті, толық қуаттарды; үш фазалық тізбектің үш жұмыс режимі үшін векторлық диаграмма құр:

1) симметриялық режим;

2) жүйе сымының біреуі үзілгенде;

3) қабылдағыштың бір фазасы үзілгенде.

1.1 сурет

Әдістемелік ңұсқаулар.

Үш фазалық тізбектің симметриялық ережесін есептеу үшін қабылдағыштың Z₂ кедергімен үшбұрышты жалғасуын оған эквивалентті жұлдызша жалғасуға ауыстырады. Симметриялық ережеде барлық бейтарап нүктелердің потенциалдары бірдей болады, оларды кедергісіз сыммен жалғауға болады. Егер сұлбадан В және С фазаларын алып тастаса, А фазасының ережесі өзгермейді. Сонда А фазасында токты есептеу үшін бір фазалық сұлбаны аламыз (1.2 - суретті қара, мұндағы Z₂-эквивалентті жұлдызшаның кедергісі).

1.2 сурет

В және С фазаларында сәйкес токтардың шамасы А фазасындағыдай, бірақ А фазасындағы токтарға қарағанда фаза бойынша ±120 градусқа бұрылған.

Үш фазалық токтың симметриялық емес ережелерінің (жүйеде сым үзілген немесе үшбұрышты қабылдағыштың бір фазасы үзілген) Z₁ кедергісімен жұлдызша қосылған қабылдағышты оған эквивалент, тармақтардың кедергісі Z₂ үшбұрыштың тармақтарына параллель үшбұрышқа өзгерту керек. Содан соң үшбұрыштардың әрбір тармақтарын бір тармаққа ауыстыру керек, сонда біз эквивалентті үшбұрышты сұлбаны аламыз.

1.1 кесте

Түскен жылы	Тегінің бірінші әрпі
Тақ	АЯҒ	УЮ Ф	КХ Ә	БЛЦ Ө	ВМЧ І	ТЭИ Ү	ЖСЗ	ДО ЩҰ	ЕПР Қ	ГН Ш
Жұп	ФЕУҚ	ЦБХ	ГЧВ	ЩДШ	МЛК Ө	ПОН І	ЖСР Ә	ТЗҒ	АИЭ Ү	ЯЮ Ұ
Еф,В
Zпр, Ом	10+j4	12+j6	8+j5	20+j10	18+j9	7+j4	12+j8	10+j6	16+j9	15+j5

1.2 кесте

Түскен жылы	Студенттік кітапшаның соңғы саны
Тақ
Жұп
Z1, Ом	50- j20	60+ j30	70- j40	90+ j50	100- j60	100- j50	80- j100	60+ j80	70- j110	100+ j120
Кесіндінің үзілуі	А	С	В	А	В	С	А	В	С	А

1.3 кесте

Түскен жылы	Студенттік кітапшаның соңғы санының алдындағы саны
Тақ
Жұп
Z2, Ом	100+ j80	80- j90	60+ j80	100- j50	40+ j90	30- j60	100- j120	120+ j70	80+ j40	90- j50
Фазаның үзілуі	аn1	ав	вc	вn1	ca	вc	сn1	вn1	aв	ca

2 Тапсырма №2. Үш фазалық тізбектің симметриялы емес режимдерін симметриялық құрастырушылар тәсілімен есептеу

Симметриялық динамикалық жүктеме Е_Ф фазалық ЭҚК-ші бар симметриялық үш фазалық генераторға қосылған (2.1 және 2.2 суреттерге қара).

Генератордың, жүйенің, жүктеменің параметрлері 2.1, 2.2, 2.3 – кестелерінде келтірілген. Үш фазалық (2.1 суретті қара) жүктеменің қысқышының бір фазасы жерге қысқаша тұйықталған болады, ал үш фазалық тізбекте (2.2 суретті қара) жүйенің бір сымы үзіледі. Нұсқасына сәйкес 2.1 - кестенің тапсырмасы бойынша симметриялық құрастырушылар әдісімен тізбектің барлық учаскелерінде токтар мен кернеулерді, генератордың активті, реактивті, толық қуаттарын есептеу керек.

2.1 сурет

2.2 сурет

Әдістемелік ңұсқаулар.

Үш фазалық тізбектің симметриялық емес ережесін симметриялық құрастырушылар әдісімен есептеу үшін симметриялық емес жүктемені (мысалы, бір фазаның жерге қысқаша тұйықталуы) немесе жүйедегі симметриялы емес учаскені (мысалы, жүйенің бір сымының үзілуі) мәні есептеудің соңына дейін белгісіз болып тұратын кернеу көзімен ауыстыратын компенсация принципі қолданылады. Симметриялы емес жүктемені немесе симметриялы емес учаскені үш белгісіз кернеу көздерімен ауыстырып, біз құрамында симметриялы ЭҚК-тері бар генератор немесе симметриялы емес кернеу көздері U_А, U_В, U_С бар үш фазалы симметриялы тізбек аламыз.

Симметриялы емес кернеу жүйесі U_А, U_В, U_С-ны симметриялық құрастырушыларға U₁, U₂, U₀-ге жіктеп, А фазасын негізгі фаза деп алып тура, кері және нөлдік реттіліктер үшін үш тәуелсіз сұлба құрамыз. Бұл сұлбалар үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеулер құрылады. Сонымен бізде алты белгісізі бар үш теңдеу болады. Қосымша үш теңдеуді берілген сұлбаның және симметриялық емес жүктеменің немесе симметриялы емес учаскенің параметрлері негізінде құрамыз. Алынған теңдеулер жүйесін шешіп, токтардың және кернеулердің симметриялық құрастырушыларын табамыз.

2.1 кесте

Түскен жылы	Тегінің бірінші әрпі
Тақ	АНМӘ	БОЮ	ВПЯ І	ГРШҒ	ДСИ Ү	ЕТЩ	УЖ Ұ	ЗФ Қ	ЧХЛ	КЦЭӨ
Жұп	ЧХЛ	КЦЭ Ө	АНМӘ	БОЮ	ВПЯ І	ЗФ Қ	ГРШҒ	ЕТЩ	ДСИҮ	УЖ Ұ
Сулбаның №	2.1	2.2	2.1	2.2	2.1	2.2	2.1	2.2	2.1	2.2
Фазаның жерге қысқаша тұйықталуы	В	-	А	-	С	-	В	-	С	-
кесіндінің үзілуі	-	А	-	С	-	В	-	С	-	В
Еф, В
Z0, Ом	¥	j0,5	¥	j0,7	¥	j0,4	¥	j0,8	¥	J0,9

2.2 кесте

Түскен жылы	Студенттік кітапшаның соңғы саны
Тақ
Жұп
Z1, Ом	4+ j3	5+ j4	4+ j6	6+ j3	5+ j5	3+ j5	6+ j5	5+ j6	3+ j4	4+ j5
Z2, Ом	0,3+ j0,4	0,4+ j0,6	0,3+ j0,7	0,5+ j0,7	0,6+ j0,9	0,6+ j1	0,4+ j0,8	0,25+ j0,7	0,35+ j0,8	0,45+ j1
ZЛ1= ZЛ2, Ом	j2,5	j4	j3,5	j3	j4,5	j3,2	j4,3	j4,7	j3,8	j5
ZЛ0, Ом	j11	j10	j9	j12	j14	j13	j16	j15	j7	j8

2.3 кесте

Түскен жылы	Студенттік кітапшаның соңғы санының алдындағы саны
Тақ
Жұп
ZГ1, Ом	0,25+ j2	0,2+ j1,5	0,3+ j2,5	0,33+ j2,8	0,4+ j2,3	0,22+ j1,8	0,38+ j2,2	0,23+ j1,4	0,45+ j3	0,28+ j1,7
ZГ2, Ом	j0,2	j0,18	j0,15	j0,25	j0,16	j0,14	j0,19	j0,23	j0,24	j0,17
ZГ0, Ом	j0,05	j0,08	j0,06	j0,09	j0,07	j0,1	j0,11	j0,12	j0,13	j0,14
ZN, Ом	j0,3	j0,2	j0,5	j0,6	j0,35	j0,25	j0,4	j0,55	j0,45	j0,15

3 Тапсырма № 3 Сызықты электр тізбектеріндегі өтпелі процестерді есептеу

Коммутация нәтижесінде электр тізбегінде (3.1-3.10–суреттерін қара) өтпелі процесс пайда болады. Тізбек элементтерінің параметрлері, сұлба нөмірі 3.1-3.3 –кестелері бойынша, сынақ кітапшасының нөмірі және тегінің бірінші әрпі бойынша алынады.

Келесіні орындау қажет:

- белгілі бір тармақтағы өтпелі токтың уақыты бойынша өзгеру заңын немесе коммутациядан кейін белгілі бір тізбек элементінде өтпелі кернеуді анықтау. Есептеуді екі әдіспен: классикалық және операторлық тәсілмен шығару;

- алынған аналитикалық нәтиже негізінде уақыт функциясында ізделінген мөлшердің өзгеру графигін тұрғызу.

3.1 кесте

Түскен жылы	Студенттік кітапшаның соңғы саны
Тақ
сұлба №	3.1	3.2	3.3	3.4	3.5	3.6	3.7	3.8	3.9	3.10
Жұп
сұлба №	3.1	3.2	3.3	3.4	3.5	3.6	3.7	3.8	3.9	3.10

3.2 кесте

Түскен жылы	Студенттік кітапшаның соңғы санының алдындағы саны
Жұп
Тақ

3.3 кесте

Түскен жылы	Тегінің бірінші әрпі
Тақ	АВ МӨ	БО Ю	НП ЯҚ	ГР Щ	ДИ СҰ	ЖУ Ш	ЧХ ЛҮ	КЦ ЭҒ	ЕТ І	ЗФ Ә
Жұп	НП ЯҚ	ГР Щ	ДИ СҰ	ЖУ Ш	ЧХ ЛҮ	АВ МӨ	ЕТ І	ЗФ Ә	БО Ю	КЦ ЭҒ
Ізделінетін мөлшер

3.1 сурет 3.2 сурет

3.3 сурет 3.4 сурет

3.5 сурет 3.6 сурет

3.7 сурет 3.8 сурет

3.9 сурет 3.10 сурет

Дебиеттер тізімі

1. Альдибеков И.Т. Электротехниканың теориялық негіздері. том 1, 60 с. - Алматы, 2013.

2. Аршидинов М.М., Амиров Ж.Қ. Электротехниканың теориялық негіздері 4 ( Дәріс жинағы ). – Алматы: АЭжБИ, 2010.

3. Аршидинов М.М., Амиров Ж.Қ. Электротехниканың теориялық негіздері 3 (Оқу құралы). – Алматы: АЭжБИ, 2008.

4. Аршидинов М.М., Амиров Ж.Қ. Электротехниканың теориялық негіздері - 1,2 (Оқу құралы). – Алматы: АЭжБИ, 2006.

5. Аршидинов М.М., Амиров Ж.Қ. Электротехниканың теориялық негіздері (Оқу құралы). – Алматы: АЭжБИ, 2003.

6. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В.,Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. том1.-СПб.: Питер, 2001- 463 с.

7. Сборник задач по теоретическим основам электротехники/под ред. Л.Д. Бессонова и др.-М., 2003.- 52 с.

2014ж. жиын.жосп., реті. 44

Маликжан Мамежанович Аршидинов

Алма Исахановна Нурова

ЭТН-2. ҮШ ФАЗАЛЫ ЭЛЕКТР ТІЗБЕКТЕРІН ЖӘНЕ СЫЗЫҚТЫ ЭЛЕКТР ТІЗБЕКТЕРІНДЕГІ ӨТПЕЛІ ПРОЦЕСТЕРДІ ЕСЕПТЕУ

№ 1-3 есептік - сызбалы жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар

5В071800 - Электр энергетикасы мамандығының студенттері үшін

Редакторы Қ.С. Телғожаева

Стандарттау маманы Н. Қ. Молдабекова

Басылуға қол қойылды «___»______ Формат 60х84 1/16

Тираж 220 дана. Типографиялық қағаз №1

көлемі 0,9 оқу баспасы. Тапсырыс___. баға 450 теңге.

«Алматы энергетика және байланыс университеті»

Коммерциялық емес акционерлік қоғамының

көшірмелі-көбейткіш бюросы

050013 Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126