№1 Есептеу-сызба жұмысы. Үшфазалы электр тізбегінің апатты режимін симметриялы құраушылар әдісімен есептеу



жүктеу/скачать 372,48 Kb.
Дата14.03.2023
өлшемі372,48 Kb.
#74394
Байланысты:
РГР 1 АЭЦиЭМП (2)

№1 Есептеу-сызба жұмысы. Үшфазалы электр тізбегінің апатты режимін симметриялы құраушылар әдісімен есептеу


Жұмыстың мақсаты: үшфазалы электр тізбегінің апатты режимін симметриялы құраушылар әдісімен есептеуді үйрену

Симметриялық динамикалық жүктеме ЕФ фазалық ЭҚК-ші бар симметриялық үш фазалық генераторға қосылған (1.1 және 1.2 суреттер). Үш фазалық тізбекте 1.1 суретте жүктеменің қысқышының бір фазасы жерге қысқаша тұйықталған болады, ал 1.2 суретте жүйенің бір сымы үзіледі. Бастапқы деректер және апатты жағдай түрі 1.1…1.3 кестелерде әртүрлі нұсқалар үшін берілген, мұндағы :


- Eф –генератордың фазасының ЭҚК;
- ZГ1, ZГ2 және ZГ0 – үшфазалы генератордың тура, кері және нөлдік реттіліктеріндегі толық кешенді кедергілері, сәйкесінше;
- ZЖ1, ZЖ2 және ZЖ0 – электр тарататын үшфазалы желінің тура, кері және нөлдік реттіліктеріндегі толық кешенді кедергілері, сәйкесінше;
- Z1, Z2 және Z0 – үшфазалы динамикалық жүктеменің тура, кері және нөлдік реттіліктеріндегі толық кешенді кедергілері, сәйкесінше; ZN – генератордың нейтралдық жерленуіндегі кедергі.
Бастапқы деректер және апатты жағдай түрін өз нұсқаңыз бойынша таңдап алып оны түсініктеме жазбаның басында көрсетіп кетіңіз.

    1. Тапсырма


Берілген нұсқаға сәйкес апат түріне байланысты келесі бөлімдерді орындау қажет:

  1. Симметриялы құраушылар әдісін пайдалана отырып, тізбек бөлігіндегі барлық токтар мен кернеулерді есептеу қажет.

  2. Жүктеменің, сымның және генератордың толық, активті және реактивтң қуаттарын есептеу. Активті және реактивті қуаттардың тепе теңдігінің орындалуын тексеру.

  3. Берілген үшфазалы тізбек үшін токтардың векторлық диаграммаларымен бірге, кернеудің топографиялық диаграммасын тұрғызу қажет.




1.1 сурет – Нейтралмен оқшауланған динамикалық жүктемесі бр үшфазалы симметриялы электр тізбегі



1.2 сурет – Нейтралмен жерленген динамикалық жүктемесі бр үшфазалы симметриялы электр тізбегі


1.1 к е с т е

Оқуға түскен жылы

Тегінің алғашқы әріпі

Жұп

АӘЯ

ЕПРҰ

УҮЮФ

БЛЦ

ВМЧ

ТЭЫИ

ЖСЗ

ДОӨЩ

КҚХ

ГҒНШ

Тақ

ГҒНШ

АӘЯ

ЕПРҰ

УҮЮФ

ДОӨЩ

КҚХ

БЛЦ

ЖСЗ

ТЭЫИ

ВМЧ

Сұлба №

1.1

1.2

1.1

1.2

1.1

1.2

1.1

1.2

1.1

1.2

фазаның жерге ҚТ

B

–

C

–

A

–

B

–

C

–

Фазадағы сымның үзілуі

–

A

–

B

–

C

–

A

–

В

Еф, В

420

380

190

220

127

110

510

300

330

470

Z0, Ом



j3,5



j5,5



j4,0



j4,5



j7,0

1.2 к е с т е



Оқуға
түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

Жұп

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Тақ

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Z1, Ом

30+j15

35+j20

30+j20

40+j30

25+j15

20+j10

45+j20

15+j10

40+j15

25+j20

Z2, Ом

2+j1,5

2,5+j2

3+j1,5

5+j3,5

2,5+j2

0,5+j2

3+j2,0

1+j1,0

4+j3,0

1+j2,0

ZЛ1 = ZЛ2, Ом

j3,5

j4,0

j2,5

j4,5

j1,5

j2,0

j5,5

j1,0

j5,0

j3,0

ZЛ0, Ом

j9,0

j12,0

j7,0

j13,5

j4,5

j5,5

j15,0

j3,0

j14,0

j10,0

1.3 к е с т е



Оқуға
түскен
жылы

Сынақ кітапшасының соңғы санының алдыңғысы

Жұп

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Тақ.

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

ZГ1, Ом

0,1+j0,7

0,1+j0,5

0,2+j1,0

0,2+j0,9

0,1+j0,6

0,2+j1,5

0,1+j0,8

0,3+j1,2

0,3+j1,5

0,3+j1,0

ZГ2, Ом

j0,09

j0,05

j0,12

j0,10

j0,05

j0,20

j0,08

j0,15

j0,2

j0,07

ZГ0, Ом

j0,030

j0,020

j0,050

j0,025

j0,015

j0,070

j0,035

j0,055

j0,065

j0,023

ZN, Ом

j0,35

j0,50

j0,65

j0,40

j0,45

j0,25

j0,30

j0,55

j0,20

j0,60

    1. Әдістемелік нұсқау


Динамикалық жүктемесі бар үш фазалы электр тізбектерінің апаттық жағдайларын есептеу үшін компенсация теоремасын және симметриялы компоненттер әдісін қолданыңыз.
Симметриялы компоненттер әдісі үш фазалы тізбектерді есептеудің арнайы әдістеріне жатады және симметриялық емес режимдерде талдауда кеңінен қолданылады, сонымен қатар динамикалық жүктемелерде. Бұл әдіс негізінде симметриялық емес жүйеде айнымалы өлшемдер (ЭҚК, токтар, кернеулер) үш симметриялы жүйенің қосындысы ретінде болған жағдайда симметриялы компоненттер деп аталады.
Егер симметриялық емес кернеу жүйесі симметриялық емес үш фазалы тізбекке қолданылса, онда токтардың симметриялы компоненттерінің әрқайсысы барлық тізбектердің кернеулерінің симметриялы компоненттеріне байланысты болады. Сондықтан, егер барлық бөлімдердегі үш фазалы тізбек симметриялы емес болса, қарастырылып отырған есептеу әдісі артықшылық бермейді. Іс жүзінде жүйе негізінен симметриялы, ал симметрия емес әдетте жергілікті сипатта болады. Бұл факт талдауды айтарлықтай жеңілдетеді.
Жоғары вольтты үш фазалы тізбектерде симметриялық емес режимдер әдетте апаттық жағдайда болады, көбінесе симметриялық емес қысқа тұйықталу (фазалар арасындағы қысқа тұйықталулар, бір немесе екі фазаның жерге қысқа тұйықталуы) - симметриялы еместің бұл түрі көлденең симметриялы емес деп аталады немесе сызықтың бір немесе екі сымы үзілгенде, бұл бойлық симметриялы емес болып табылады
Электр тізбегінің симметриялық емес бөлімі (мысалы, жер жүктемесінің фазаларының біреуінің қысқа тұйықталуы немесе желілік сымдардың біреуінің ашылуы) электр қозғаушы күштері бар эквивалентті үш фазалы
симметриялық емес көздеріне ауыстырылады. Бұл көз сәйкесінше алға, кері және нөлдік тізбектің үш симметриялы үш фазалы көздерінің қосындысы ретінде берілген. Түзу, кері және нөлдік тізбектердің токтары мен кернеулерін есептеу бөлек жүргізіледі, яғни қабаттасу әдісі қолданылады. Бұл әдістің айрықша ерекшелігі - әрбір жеке реттілік үшін үш фазалы тізбектегі симметриялы режим.
Мысал ретінде бір фазалы жерге тұйықталу ретінде жиі кездесетін апаттық жағдай режимін қолданып, көлденең симметрия емес кездесетін симметриялық емес режимді есептеуді қарастырайық.
Симметриялық динамикалық жүктеме симметриялық үш фазалы генераторға фазалық ЭҚК Eф қосылған (1.3 сурет). Электр тізбегінде жерге тұйықталған фазалардың бірінде қысқаша тұйықталу болды (мысалы, C фазасы).

1.3 сурет


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 (1.3, сурет) белгісіз UА, UВ, UС кернеулері бар С фазасының жерге қысқа тұйықталуын қарастырамыз. Онда құрамында симметриялы ЭҚК-тері бар генератор немесе симметриялы емес кернеу көздері UА, UВ, UС бар үш фазалы симметриялы тізбек аламыз. А фазасын негізгі фаза деп алып, симметриялы емес кернеу жүйесі UА, UВ, UС-ны симметриялық құрастырушыларға U1, U2, U0-ге жіктеп тура, кері және нөлдік реттіліктер үшін үш тәуелсіз сұлба құрамыз. Фазалық көбейткіштер a = е+j120°, a2 = e–j120°.


(1.1)
Онда әр реттілік үшін симметриялы сұлба аламыз (1.4 сурет), симметриялы емес жүктемесі бар жерде тура, кері, нөлдік реттілікті үш симметриялы кернеулер көзінен тұартын жүйе пайда болады.

1.4 сурет


Симметриялы тізбекте қандай да болған реттіліктің кернеулердің симметриялық жүйесі токтардың сондай реттілікті симметриялы жүктемесін тудырады. Сондықтан, А фаза үшін әртүрлі реттіліктердегі тоқтармен кернеулердің үш бір фазалы схемаларды құруға болады (1.5, 1.6 және 1.7 суреттер).





1.5 сурет 1.6 сурет

Бейтарап сымдағы ZN кедергі тура және кері реттіліктердегі токтардың симметриялы құрастырушыларына әсер етпейді, сондықтан тура және кері реттіліктер суреттерде ZN болмайды. Нөлдік реттілікті суретте кедергісінің мәні үш есе көп алынады, себебі бейтарап сымдағы ток нөлдік реттіліктің тогының үш есе көп мәніне тең:


(1.2)

1.7 сурет

Онан ары есептеу үшін, белгісіз кернеулері бар тармақтарға тиіспей, бөлек реттіліктердегі схемаларды жәй түрге түрлендіру орынды болады. Тура реттіліктегі схемада генератордың жєне симметриялы жуктеменің тармақтарын эквивалентті генератормен алмастырамыз, ол келесі теңдеумен анықталады :


,
мұндағы ; . (1.3)
Эквивалентті генератордың ішкі кедергісі:
(1.4)
Кері және нөлдік реттіліктердің сұлбаларында генератордың және жүктеменің тармақтарын біріктіреміз:

Тура, кері және нөлдік реттіліктегі түрленген сұлбалар 1.8, 1.9 және 1.10, суреттерде көрсетілген.



1.8 сурет 1.9 сурет 1.10 сурет


Егер динамикалық жүктеме нейтралмен оқшауланған болса, яғни нейтрал жермен байланыспаған болса онда нөлдік реттілік сұлбасында Z0 (Z0 = ꝏ) кедергісі бар тармақ қатыспайды және сұлба тек тура реттілікті байланыста ғана болады ZГ0, ZЛ0 және 3ZN, сәйкесінше ZЭ0 = ZГ0 + ZЛ0 + 3ZN.


Әр сұлбалар үшін Кирхгофтың 2-ші заңы бойынша теңдеулер жазамыз:

(1.5)


Бұл үш теңдеуде алты елгісіздік бар:  .
Бұл алты белгісіз мәндерді байланыстыратын қосымша үш теңдеуді берілген симметриялы емес схеманың негізінде құрады.
Біздің жағдайда симметриялы емес шарттың С фазасы жерге қысқаша тұйықталып кіреді, сондықтан симметриялы емес жүктеменің сұлбасының түрі 1.11 суретте көрсетілген.



1.11 сурет


Осы сұлба үшін қосымша теңдеулерді құрамыз:




(1.6)

İ ,İ , симметриялы құрастырушыларға бөлгенде табамыз:




(1.7)

(1.5) және (1.7) теңдеулерді біріктіре отырып,алты жүйелі теңдеу аламыз құрамында алты белгісіздігімен:




(1.8)

1.8 - ші жүйенің шешуін көрсетейік. Төртінші теңдеуден бесінші теңдеуді алсақ шығады:




(1.9)
1+а+а²=0 болатынын біле отырып, сәйкесінше 1+а=-a²
(1.9) теңдікті төртінші теңдікке қоя отырып, келесі теңдеуді:


. (1.10)

Бірінші теңдеуді а ға көбейтіп, екінші теңдеуді а2 көбейтіп , алтыншы теңдеуді есепке ала отырып (1.8) жүйенің бастапқы үш теңдеуін қосамыз, нәтижесінде:




.

(1.9) және (1.10) ескере отырып алынған теңдеуден тура реттілікті құраушының тогын есептйміз:


. (1.11)

(1.8) жүйенің бастапқы үш теңдеуінен жерге қысқа тұйықталған орындағы симметриялы құрушы кернеулер есептеледі:





Тура, кері және нөлдік реттілікті сұлбалардағы (1.5, 1.6 және 1.7 суреттер) жүктеме мен генератордың токтарын есептейміз:








.

Егер динамикалық жүктеме оқшауланған нейтралмен болса, яғни жермен байланысы болмаса онда IН0 = 0 тең болады.


Тура, кері және нөлдік реттілікті симметриялы құраушылардағы генератор қысқышындағы кернеулер (1.5, 1.6 және 1.7 суреттер):







Генератордың фазалық токтары:











Жүктеменің фазалық токтары:









С фазасындағы қысқа тұйықталған ток:





А, В және жер арасындағы фазалық токтар:


,



Генератор қысқышындағы фазалық кернеулер:







Қысқа тұйықталу орнындағы кернеу:



Генератор фазаларындағы активті қуат:











Барлық тізбектің активті қуаты:





Генератор фазаларындағы және барлық тізбектегі реактивті қуат:












Генератордың толық қуаты:




.

Мысал ретінде желінің бір фазасының үзіліуіндегі апатты режимді қарастырамыз, мысалы – көлденең симметриялы емес С фазасы


Симметриялы дианмикалық жүктеме фазалық Еф ЭҚК бар үшфазалы симметриялы генераторға қосылған. Генератордың шамалары ZГ1, ZГ2, ZГ0; жүктемелер мен желілер ZЖ1, ZЖ2, ZЖ0 және Z1, Z2, Z0, сәйкесінше.
Үшфазалы тізбекте өткізгіштердің желілерінің біреуі үзілген (1.12 сурет). Симметриялы құраушылар әдісін пайдалана отырып, тізбектің барлық бөліктеріндегі токтар мен кернеулерді есептеу, активті, реактивті және генератордың толық қуаттарын анықтау

1.12 cурет

Желінің симметриялы емес бөлігін, С желісінің үзілгендігін ескере отырып үш белгісіз кернеу көзіне  ,  ,  ауыстырамыз ( 1.13 сурет).



1.13 cурет

Бұл кернеулерді тура, кері және нөлдік реттіліктегі симметриялы құраушыларға жіктейміз, А фазасын негізгі фаза деп аламыз.    Фазлық көбейткіштер  :





 А фазасы үшін тура, кері нөлдік реттіліктердің эквивалентті сұлбасын саламыз (1.14, 1.15 және 1.16 суреттер):





1.14 cурет 1.15 cурет 1.16 cурет

Әр сұлба үшін Кирхгофтың II заңына теңдеу құрамыз




(1.13)
Сұлбаның симметриялы емес бөлігінің негізінде құрылатын қосымша үш теңдеу құрамыз, осы теңдеулердің алты белгісіздігін байланыстыратын. Біздің жағдайымызда көлденең симметриялы емес С желісінің үзілгендігін ескере отырып, келесідей жүйені аламыз:

  симметриялы құраушыларға жіктей оытыр, келесі теңдеуді аламыз:
(1.15)
(1.13) және (1.15) біріктіріп, алты белгісіздігі бар алты теңдеулі жүйе аламыз:
 (1.16)
(1.16) жүйенің шешімі С желісі үзілген орнындағы токтар мен кернеулердің симметриялы құраушыларын табуға мүмкіндік береді. Содан кейін симметриялы құраушылар арқылы генератордағы фазалыық кернеулер мен токтарды есептейді. Одан әрі жүктеменің фазалық кернеулерін, симметриялы құраушылар арқылы желінің фазалық кернеулерін және қуаттарын анықтайды.
жүктеу/скачать 372,48 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:



©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет
Lessons
Curriculum vitae
Documents