Коммерциялық емес 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 (бакалавриат, 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

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

3 Тапсырма №3. Сызықты электр тізбектеріндегі өтпелі процестерді есептеу                                                                                                                      11

Әдебиеттер тізімі   

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 ЕФ, әр сымының кедергісі Zпр 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

120

220

380

127

220

120

60

100

200

180

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

0

9

1

8

2

7

3

6

4

5

 

Жұп

5

3

2

9

8

0

1

7

6

4

 

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

1

0

9

8

3

4

5

6

2

7

Жұп

7

2

6

5

4

1

0

9

8

3

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

ca

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

Симметриялық динамикалық жүктеме ЕФ 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 UА, UВ, UС бар үш фазалы симметриялы тізбек аламыз.

Симметриялы емес кернеу жүйесі UА, UВ, UС-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

380

400

220

127

250

200

350

450

500

300

Z0, Ом

¥

j0,5

¥

j0,7

¥

j0,4

¥

j0,8

¥

J0,9

2.2 кесте

Түскен

жылы

Студенттік кітапшаның соңғы саны

 

Тақ

8

2

9

1

7

3

6

4

5

0

Жұп

0

8

5

2

4

9

6

1

3

7

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

7

1

6

2

5

3

4

8

9

0

Жұп

9

1

0

7

8

6

4

2

5

3

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 (3.1-3.10суреттерін 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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

сұлба №

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

3.8

3.9

3.10

Жұп

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Тақ

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

200

250

300

350

400

100

150

220

380

450

100

150

200

250

300

50

75

120

180

220

20

30

40

50

60

10

70

25

35

45

150

200

300

100

120

80

90

180

250

140

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

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

2

4

5

6

10

9

8

7

3

12

Ізделінетін мөлшер

 3.1сурет                             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

Әдебиеттер 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. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники.- М.: Гардарики, 1999.-638 с.

8. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории  линейных электрических цепей.-М.: Высшая  школа, 1990.-544 с.

9. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей.- М.: Энергоиздат, 1989.-528 с.

10. Сборник задач по теоретическим основам электротехники/Л.Д. Бессонов, И.Г.Демидова, М.Е. Заруди и др.-М.: Высшая школа, 1988.-543 с.

11. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам электротехники/ Под ред. П.А. Ионкина.-М.: Электроиздат, 1982.-768 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