Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электртехниканың теориялық  негіздері кафедрасы

  

 

 

 

ЭТН-2. ҮШ ФАЗАЛЫ ЭЛЕКТР ТІЗБЕКТЕРІН ЕСЕПТЕУ 

5В081200- Ауыл шаруашылығының энергиямен қамтамасыздандырылуы мамандығы үшін

 № 1-3 есптеу-графикалық жұмыстарды орындауға арналған

 әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар

 

 

Алматы 2011

Құрастырушылар: М.М.Аршидинов., Ж.А.Айдымбаева  ЭТН-2. Сызықты электр тізбектеріндегі қалыптасқан режімдерді есептеу. № 1-3 есептеу-графикалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар (5В081200- Ауыл шаруашылығының энергиямен қамтамасыздандырылуы мамандығының студенттері үшін) Алматы: АЭжБУ, 2011.-20 б. 

 

ЭТН курсының  «Үш фазалы тізбектер» тақырыптары бойынша есептеу-графикалық жұмыстарына тапсырмалар мен әдістемелік нұсқаулар келтірілген.

         Есептеу-графикалық жұмыстар «Электротехника» бағыты бойынша оқитын екінші курс студенттеріне арналған.

         Без. 54,   кесте. 18,  библиогр.-7 атау.

 

Пікір беруші: техн.ғыл.д-р., профессор К.К.Жумагулов

 

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» КЕАҚ, 2011 жылғы жоспары бойынша басылады.

 

 

Ó «Алматы энергетика және байланыс университетінің» КЕАҚ 2011ж.

Мазмұны

 

Кіріспе                                                                                                                        4

1 Тапсырма. Статикалық жүктемелі үш фазалық токтың тізбегінің симметриялы және симметриялы емес режімдерін есептеу                                 5

2 Тапсырма. Үш фазалық тізбектің симметриялы емес режімдерін симметриялық құрастырушылар тәсілімен есептеу                                              8

3 Тапсырма. Периодикалық ЭҚК-і бар синусойдалы емес үшфазалы nтізбектерді есептеу                                                                                                11

Әдебиеттер тізімі                                                                                                     19

Кіріспе

 

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

Ұсынылып отырған әдістемелік құралда 3-семестрде оқылатын ЭТН-нің негізгі бөлімдерінің үш ЕГЖ-на тапсырмалар мен нұсқаулар бар. №1 ЕГЖ-да үш фазалық  тізбектің  симметриялы  және  симметриялы  емес ережелері есептеледі. №2 ЕГЖ-да  үш фазалық тізбектің жерге қысқа тұйықталу болғанда және сызықты өткізгіш сым үзілгенде болатын қауіпті жағдайлар симметриялы құрастырушылар әдісі арқылы қаралады. №3 ЕГЖ-да периодикалық ЭҚК-і бар синусойдалы емес үшфазалы тізбектерді есептеу.

Есептеу-графикалық жұмыстарын орындағанда мына шарттар орындалуы керек:

- өз нұсқасын таңдап алуы керек,  тапсырманың мәтінін ЕГЖ-ның түсініктемесінде қысқартусыз көшіріп жазылуы керек;

- ЕГЖ-ның әр кезенін атау беру керек, жұмысты  қағаздың бір жақ бетіне орындау 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 көрсетілуі керек;

- анықталған өлшемдері бар параметрлер үшін сәйкес есептеу бірлігін жазу керек, кешендіктің 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.  Статикалық жүктемелі үш фазалық ток тізбегінің симметриялы және симметриялы емес режімдерін 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 (1.1 суретті қара) бүкіл үш фазалық тізбектің активті қуатын есептеу үшін екі ваттметр қосу;

б) берілген вариантқа сәйкес есепте: жүйенің сымдарындағы және қабылдағыштардың фазаларындағы тоқтарды; қабылдағыштардың фазалық кернеулерін; ваттметрлердің көрсетулерін және активті, реактивті, толық қуаттарды; үш фазалық тізбектің үш жұмыс режімі үшін векторлық диаграмма құру;

1) симметриялық режім;

                            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 сурет, 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 к е с т е

Түскен жылы

Аты-жөнінің бірінші әрпі

Жұп

АЯ

УЮ

Ф

КХ

БЛЦ

ВМЧ

ТЭИ

ЖСЗ

ДО

Щ

ЕПР

ГН

Ш

Тақ

ФЕУ

ЦБХ

ГЧВ

ЩДШ

МЛК

ПОН

ЖСР

ТЗ

АИЭ

ЯЮ

Еф,В

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 к е с т е

Түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

 

Жұп

0

9

1

8

2

7

3

6

4

5

Тақ

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 к е с т е

Түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы санының алдындағы сан

Жұп

1

0

9

8

3

4

5

6

2

7

Тақ

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

aв

ca

 

2 Тапсырма.  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 суреттерді 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 к е с т е

Түскен жылы

Аты-жөнінің бірінші әрпі

Жұп

АНМ

БОЮ

ВПЯ

ГРШ

ДСИ

ЕТЩ

УЖ

ЗФ

ЧХЛ

КЦЭ

Тақ

ЧХЛ

КЦЭ

АНМ

БОЮ

ВПЯ

ЗФ

ГРШ

ЕТЩ

ДСИ

УЖ

Сұлбаның №

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 к е с т е

Түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

 

Жұп

8

2

9

1

7

3

6

4

5

0

Тақ

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 к е с т е

Түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы санының алдындағы саны

Жұп

7

1

6

2

5

3

4

8

9

0

Тақ

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. Периодикалық ЭҚКі бар синусоидалы емес үшфазалы тізбектерді есептеу

 

Синусоидалы емес фазалық ЭҚКі бар симметриялы үшфазалы генераторға симметриялық жүктеме қосылған

Бейтарапты сымы бар сұлба үшін келесіні анықтау :

- А, В, С фазаларындағы ЭҚКің гармоникалық құрамын;

- А, В, С фазаларындағы кенеттік ток мәндерін;

- бейтарапты сымдағы кенеттік ток мәндерін;

- құралдар көрсеткіштерін;

- активті, реактивті, толық қуаттарды.

Бейтарапты сым үзілген кезде де жоғарыдағы ережелерге сай есептеу жүргізу керек. Электрлі сұлбалар  3.1 – 3.10 суреттерінде көрсетілген. А фазасы үшін синусоидалды емес фазалық ЭҚКң қисықтары 3.11 – 3.13 суреттерінде көрсетілген. Тізбектің  параметрлері 3.1 – 3.3 кестелерінде жазылған. Генератордың фазалық ЭҚКң негізгі жиілігі f=50Гц.

 

3.1 к е с т е

Түскен

жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

Тақ

сұлбаның №

1

3.1

2

3.2

3

3.3

4

3.4

5

3.5

6

3.6

7

3.7

8

3.8

9

3.9

0

3.10

Жұп

сұлбаның №

9

3.1

7

3.2

5

3.3

3

3.4

1

3.5

8

3.6

6

3.7

4

3.8

0

3.9

2

3.10

20

15

10

22

13

12

8

14

16

9

-

-

50

90

-

-

40

60

-

45

35

-

-

45

65

-

-

55

25

45

40

30

60

50

-

-

-

-

70

90

-

-

-

-

-

80

90

95

-

85

-

20

25

-

80

30

40

35

45

70

-

-

-

-

-

100

50

80

-

-

60

70

50

40

50

-

-

-

60

-

 

3.2 к е с т е

Түскен

жылы

Сынақ кітапшасының соңғы санының алдындағы саны

Тақ

0

2

4

6

8

1

3

5

7

9

Жұп

9

7

5

3

1

8

6

4

2

0

Сурет №

3.11

3.12

3.13 α=300

3.11

3.12

3.13 α=450

3.11

3.12

3.13

α=600

3.11

 

3.3 к е с т е

Түскен

жылы

Аты-жөнінің бірінші әрпі

Тақ

АЛХ

БМЦ

ВНЧ

ГОШ

ДПЩ

ЕРЭ

ЖСЮ

ЗТЯ

ИУ

КФ

Жұп

КФ

ИУ

ЗТЯ

ЖСЮ

ЕРЭ

ДПЩ

ГОШ

ВНЧ

БМЦ

АЛХ

3

5

2,5

2

5,5

1,5

4

6

3,5

4,5

220

270

100

360

127

120

60

110

380

200

 

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

3.11 сурет

 

 

3.12 сурет

 

3.13 сурет

 

 

Әдебиеттер тізімі 

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

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

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

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

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

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

7. Денисенко В.И., Зуслина Е.Х. Теоретические основы электротехники:Учебное пособие.-Алматы.: АИЭС,2000.-83 с.

 

                                                                                       2011 ж. жиын.жосп.реті 106