Методические указания к выполнению и оформлению расчетно-графических работ

Расчётно-графические работы (РГР) являются важнейшим компонентом при изучении курса «Теоретические основы электротехники 1» (ТОЭ1). Выполнение РГР позволяет студенту применить теоретические положения при проведении практических расчётов, получить навыки самостоятельного анализа электрических цепей, что, в конечном итоге, способствует успешному освоению курса ТОЭ 1.

Предлагаемая методическая разработка содержит задания и методические указания к трем РГР по основным разделам ТОЭ 1, изучаемым в третьем семестре. РГР №1 посвящена расчёту разветвлённых линейных электрических цепей постоянного тока с использованием основных методов расчёта электрических цепей. В РГР №2 производится расчёт линейных электрических цепей однофазного синусоидального тока комплексным методом. В РГР №3 производится расчёт симметричных и несимметричных режимов в трехфазных цепях.

При выполнении расчётно-графических работ необходимо:

- выбрать свой вариант, текст задания должен быть переписан полностью без сокращений в пояснительную записку расчётно-графической работы;

- каждый этап расчётно-графической работы должен быть озаглавлен, работа выполняется только на одной стороне листа;

- в пояснительной записке приводить не только расчётные формулы и конечные результаты, но также пояснения и необходимые промежуточные вычисления, позволяющие понимать выполняемые действия и проверять их;

- номер варианта и группа, фамилия и инициалы студента должны быть написаны на титульном листе;

- для параметров, имеющих определённые размерности, писать соответствующие единицы измерения, над комплексами ставить точки;

- не допускать изменений наименований узлов, параметров, резисторов, индуктивностей, ёмкостей, условных положительных направлений токов и напряжений;

- кривые мгновенных величин, векторные, топографические и круговые диаграммы должны выполняться на вклеенных листах миллиметровой или клетчатой бумаги;

- на графике обязательно указывать названия изображаемых величин. Подбирать масштабы так, чтобы было удобно пользоваться графиком или диаграммой. Схемы в пояснительной записке должны быть выполнены карандашом с применением линейки, циркуля;

- привести список использованной литературы.

2 Задание № 1. Расчёт разветвлённых линейных цепей постоянного тока

Для электрической цепи, заданной в соответствии с вариантом таблицами 2.1-2.3 и рисунками 2.1-2.20, выполнить следующее:

а) составить систему уравнений по законам Кирхгофа;

б) рассчитать токи во всех ветвях методами контурных токов и узловых потенциалов, сопоставить результаты расчётов двумя методами, определить погрешность расчётов;

в) составить уравнение баланса мощностей и проверить точность, с которой он выполняется.

г) рассчитать один из токов (таблица 2.3) методом активного двухполюсника (эквивалентного генератора) и сопоставить полученный результат со значениями этого тока, полученными при расчете методами контурных токов и узловых потенциалов.

Методические указания:

а) при расчете методом контурных токов или методом узловых потенциалов источник тока целесообразно заменить эквивалентным источником ЭДС;

б) при расчете методом узловых потенциалов следует заземлить один из узлов, прилегающих к ветви с нулевым сопротивлением, тогда потенциал другого узла будет равен ЭДС этой ветви, взятой с соответствующим знаком.

Таблица 2.1

Год поступления	Последняя цифра зачётной книжки
нечётный № рисунка	2.11	2.12	2.13	2.14	2.15	2.16	2.17	2.18	2.19	2.20
чётный № рисунка	2.1	2.2	2.3	2.4	2.5	2.6	2.7	2.8	2.9	2.10
Е1, В
Е2, В
Е3, В
Е4, В
Е5, В
Е6, В

Таблица 2.2

Год поступления	Предпоследняя цифра зачётной книжки
нечётный
чётный
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
R4, Ом
R5, Ом

Таблица 2.3

Год поступления	Первая буква фамилии
нечётный	ЕАЖНУ	МБОЗФЫ	ВИПХЩТ	ГКРЭЦЯ	ДЛСЮЧШ
чётный	ВИПХЩТ	ЕАЖНУ	ДЛСЮЧШ	МБОЗФЫ	ГКРЭЦЯ
J, A
Рассчитать ток	I 1	I 2	I 3	I 4	I 5

Рисунок 2.1 Рисунок 2.2

Рисунок 2.3 Рисунок 2.4

Рисунок 2.5 Рисунок 2.6

Рисунок 2.7 Рисунок 2.8

Рисунок 2.9 Рисунок 2.10

Рисунок 2.11 Рисунок 2.12

Рисунок 2.13 Рисунок 2.14

Рисунок 2.15 Рисунок 2.16

Рисунок 2.17 Рисунок 2.18

Рисунок 2.19 Рисунок 2.20

3 Задание № 2. Расчёт разветвлённых электрических цепей однофаз-ного синусоидального тока

Для разветвлённой электрической цепи (рисунки 3.1-3.10) выполнить следующее:

а) составить систему уравнений по законам Кирхгофа для мгновенных значений токов и напряжений и для комплексных величин;

б) рассчитать комплексные действующие значения токов во всех ветвях двумя методами: методом контурных токов и методом узловых потенциалов;

в) составить уравнение баланса мощностей в цепи и проверить точность его выполнения;

г) построить топографическую диаграмму, совмещённую с векторной диаграммой токов.

Методические указания:

а) при расчёте методами контурных токов и узловых потенциалов схему можно упростить путём замены двух параллельных ветвей с пассивными элементами одной эквивалентной;

б) баланс мощностей можно составить для комплексной, активной и реактивной мощностей. Для полных мощностей уравнение баланса не составляется;

в) при построении топографической диаграммы точку с нулевым потенциалом следует поместить в начало координат на комплексной плоскости и из этой же точки строить вектора токов.

Таблица 3.1

Год поступления	Последняя цифра зачётной книжки
чётный № рисунка	3.1	3.2	3.3	3.4	3.5	3.6	3.7	3.8	3.9	3.10
нечётный № рисунка	3.4	3.5	3.6	3.9	3.8	3.7	3.10	3.2	3.1	3.3
Е1, В
, град.
Е2, В
, град.			-90		-45
Е3, В
, град.	-90			-90			-45

Таблица 3.2

Год поступления	Предпоследняя цифра зачётной книжки
чётный
нечётный
R1, Ом
, Ом
, Ом
R2, Ом
,Ом
, Ом

Таблица 3.3

Год поступления	Первая буква фамилии
чётный	БЛЦ	КХ	ВМЧ	ГНШ	ДОЩ	ЕПР	ЖСЗ	ТЭИ	УЮФ	АЯ
нечётный	ГНШ	ДОЩ	ЕПР	ЖСЗ	ТЭИ	УЮФ	АЯ	БЛЦ	КХ	ВМЧ
R3, Ом
, Ом
, Ом

Рисунок 3.1 Рисунок 3.2

Рисунок 3.3 Рисунок 3.4

Рисунок 3.5 Рисунок 3.6

Рисунок 3.7 Рисунок 3.8

Рисунок 3.9 Рисунок 3.10

4 Задание № 3. Расчёт симметричных и несимметричных режимов в трёхфазных цепях со статической нагрузкой

К симметричному трёхфазному генератору с фазной ЭДС Е_ф через линию, сопротивление каждого провода которой Z_пр, подключены два симметричных приёмника, соединённые звездой с фазными сопротивлениями Z_1, и треугольником, с фазными сопротивлениями Z₂ (рисунок 4.1). Значения фазных ЭДС генератора и параметров цепи приведены в таблицах 4.1, 4.2, 4.3.

Выполнить следующее: в соответствии с заданным вариантом рассчитать: токи в линейных проводах и в фазах приёмников; фазные напряжения приёмников; активную, реактивную, полную мощности; построить векторные диаграммы для трёх режимов работы трёхфазной цепи:

- симметричный режим;

- обрыв одного из линейных проводов, обрыв одной из фаз приёмника.

Рисунок 4.1

Таблица 4.1

Год поступления	Первая буква фамилии
нечётный	АЯ	УЮ Ф	КХ	БЛЦ	ВМЧ	ТЭИ	ЖСЗ	ДО Щ	ЕПР	ГН Ш
чётный	ФЕУ	ЦБХ	ГЧВ	ЩДШ	МЛК	ПОН	ЖСР	ТЗ	АИЭ	ЯЮ
Еф, В
Zпр, Ом	2+j2	1+j2	0,5+j2	1+j1	1+j2,5	2+j2,5	2+j3	0,5+j1	0,4+j1	1+j1,5

Таблица 4.2

Год поступления	Последняя цифра зачётной книжки
чётный
нечётный
Z1, Ом	60- j20	70+ j30	50- j40	100+ j50	90- j60	100- j50	70- j100	60+ j80	80- j110	100+ j70
Обрыв линии	В	А	С	В	А	С	А	В	С	С

Таблица 4.3

Год поступления	Предпоследняя цифра зачётной книжки
чётный
нечётный
Z2, Ом	70+ j80	60- j90	80+ j80	90- j50	40+ j90	30- j60	100- j80	120+ j70	90+ j40	80- j50
Обрыв фазы	вс	ав	са	вc	ав	ca	вn1	аn1	cn1	вn1

Методические указания:

Для расчёта симметричного режима трёхфазной цепи соединение приёмника треугольником с сопротивлениями Z₂ заменяют на соединение эквивалентной звездой. Все нейтральные точки в симметричном режиме имеют одинаковый потенциал, и их можно соединить проводом без сопротивлений. Режим работы фазы А не изменится, если из полученной схемы удалить фазы В и С. В результате получим однофазную схему для расчёта токов в фазе А (рисунок 4.2, где - сопротивления эквивалентной звезды).

Рисунок 4.2

Соответствующие токи в фазах В и С по модулю такие же, как и в фазе А, и сдвинуты по фазе относительно токов в фазе А на угол ±120⁰.

Для расчёта несимметричных режимов трёхфазной цепи (обрыв в линии или в одной из фаз треугольника приёмника) приёмник, соединённый звездой с сопротивлениями Z₁, преобразовывают в эквивалентный треугольник, ветви которого параллельны ветвям треугольника приёмника с сопротивлениями Z₂. Затем заменяют каждую пару параллельных ветвей треугольников одной ветвью, в результате получается схема с одним эквивалентным треугольником.

Список литературы

1 Атабеков Г.И. ТОЭ. Линейные электрические цепи.-СПб.: «Лань», 2010.

2 ТОЭ т.1/под ред. Демирчян К.С. и др.-СПб., 2006.

3 Сборник задач по теоретическим основам электротехники/ Л.Д.Бессонов, И.Г.Демидова, М.Е.Заруди и др.-М.: Высшая школа, 2003.-52с.

4 Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. Т.1. - СПб.: Питер, 2003.-463с.

Прянишников В.А. ТОЭ: Курс лекций: Учебное пособие – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб., 2000 – 368 с.

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

6 Денисенко В.И., Креслина С.Ю. Теоретические основы электротехники 2. Конспект лекции (для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика). - Алматы: АИЭС, 2007. - 62 с.

7 Денисенко В.И., Креслина С.Ю. Теоретические основы электротехники 1. Конспект лекции (для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика). - Алматы: АИЭС, 2006. - 63 с.

8 Денисенко В.И., Зуслина Е.Х. ТОЭ. Учебное пособие.- Алматы: АИЭС, 2000. 83 с.

Сводный план 2016 г., поз. 36

Маликжан Мамежанович Аршидинов

Любовь Павловна Болдырева

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ 1

Методические указания и задания

к выполнению расчетно - графических работ №1-3

(для специальности 5В071800 – Электроэнергетика)

Редактор Л.Т. Сластихина

Специалист по стандартизации Н.К. Молдабекова

Подписано в печать _________ Формат 60х84 1/16

Тираж 250 экз. Бумаг типографская №1

Объем 1,1 уч. - изд. л. Заказ ____. Цена 550 тенге.

Копировально-множительное бюро

некоммерческого акционерного общества

«Алматинского университета энергетики и связи»

050013, Алматы, Байтурсынова 126

Дата добавления: 2017-02-01