Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Методические указания. Цель работы - использование контурных токов в комплексной форме для расчета несимметричных трехфазных цепей






    Цель работы - использование контурных токов в комплексной форме для расчета несимметричных трехфазных цепей, которые широко применяются в различных электроэнергетических сетях и системах.

    Несимметричную трехфазную цепь со статическими нагрузками можно рассматривать как сложную цепь с несколькими источниками ЭДС и рассчитать, используя общие методы расчета электрических цепей в комплексной форме. Расчет целесообразно выполнять по методу контурных токов, так как при этом не требуется преобразование схемы.

    По заданной схеме необходимо построить граф и пронумеровать его ветви, которым вместе с источниками присвоить либо первые, либо последние номера. На графе выделить ветви дерева и указать узлы (точки) А, В, С, а также О, О1.

    Далее необходимо задать одинаковое направление ветвей с источниками ЭДС относительно общей точки источников О. Для ветвей с пассивными элементами — комплексными сопротивлениями ZK — целесообразно указать «естественные» направления напряжений (токов) от точек A, В, С к общей точке приемников O1. Некоторые ветви с сопротивлениями ZK могут быть включены на линейные напряжения .

     

    Для расчета необходимо составить матрицы Матрица В составляется по тем же правилам, что и для цепей постоянного тока.

    Матрица - диагональная и каждый ее ненулевой элемент - это комплексное сопротивление . Значения этих сопротивлений заданы в таблице.

    Для расчета на ЭВМ матрица записывается в виде

    где индекс «в» - номер последней ветви.

    Если ветвям с источниками присвоены первые номера 1, 2, 3, то первые три элемента в матрице - нулевые.

    Столбцовая матрица записывается в следующем виде (с учетом того, что ветвям с источниками ЭДС присвоены первые номера):

    ,

    где -заданное фазное напряжение, знак «.'» означает транспонирование (не следует путать со знаком «'», который переводит комплексные числа в им сопряженные). Первый элемент матрицы соответствует ЭДС фазы А, второй элемент - ЭДС фазы В,

    отстающей от ЭДС фазы А на угол , третий элемент -ЭДС фазы

    С, опережающей ЭДС фазы А на угол .

    В данных схемах нет источников тока, поэтому столбцовая матрица имеет только нулевые элементы и кратко записывается следующим образом:

    = zeros(7, 1).

    Для расчета схемы на ЭВМ необходимо применить программный комплекс MATLAB и в нем использовать сценарий «серуе», разработанный на кафедре электротехники и электроэнергетики ВлГУ.

    Необходимо ввести четыре указанные матрицы в ЭВМ, провести расчет токов, напряжений и мощностей, сделать распечатку результатов расчетов и по этой распечатке построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений.

     

    Векторная диаграмма токов - это геометрическое представление первого закона Кирхгофа в комплексной форме для любого узла схемы:

    , где k - количество ветвей, присоединенных к данному узлу схемы.

     

    Топографическая диаграмма напряжений — это геометрическое представление второго закона Кирхгофа для любого замкнутого контура схемы:

     

    где n - количество ветвей с активными и пассивным» элементами в данном замкнутом контуре.

     

    Рассмотрим пример подобного расчета. Дана схема несимметричной трехфазной цепи с источниками фазных ЭДС, которые на комплексной плоскости образуют симметричную трёхлучевую звезду (рис. 4).

    Этой схеме соответствует следующий граф (рис. 5).

     

    Используем программу MATLAB, сценарий 'серуе':

    » серуе

    Топологическая матрица В

    ТМ=[1 -1 0 1 0 0 0 0 0; 0-11 0 0-1 1 1 0; 0 0 0-1 1 -1 0 0 0; 0 0 0 0-1 0 1 1 1]

    сопротивления ветвей

    PV=diag([0 0 0 40-60i 60-70i 0 50-70i 55+75i 45+65i])

    ЭДС ветвей

    SV=660*[1 exp(-2*i*pi/3) exp(2*i*pi/3) 0 0 0 0 0 0].'

    источники тока ветвей

    CV=zeros(9, 1)

    Матрица контурных сопротивлений РМ=

    1.0е+002 *

    0.4000 - 0.6000i 0 -0.4000 + 0.6000i 0

    0 1.0500 + 0.0500i 0 1.0500 + 0.0500i

    -0.4000 + 0.6000i 0 1.0000 - 1.3000i -0.6000 + 0.7000i

    0 1.0500 + 0.0500i -0.6000 + 0.7000i 2.1000

     

    Матрица контурных ЭДС АМ=

    1.0е+003 *

    0.9900 + 0.5716i

    0 + 1.1432i

     

    Матрица контурных токов Х=

    4.4850+13.5961i

    -0.6663+25.2739i

    3.4647-2.2238i

    1.1836-14.4114i

    Токи ветвей XS=

    4.4850+13.5961i

    -3.8187-39.8700i

    -0.6663+25.2739i

    1.0203+15.8198i

    2.2811+12.1876i

    -2.7984-23.0501i

    0.5173+10.8625i

    0.5173+10.8625i

    1.1836-14.4114i

    Напряжения ветвей XC=

    1.0e+002*

    -6.6000

    3.300+5.7158i

    3.300-5.7158i

    9.9000 + 5.7158i

    9.9000 + 5.7158i

    0

    7.8624 + 5.0692i

    -7.8624 + 6.3623i

    9.9000 - 5.7158i

    Токи пассивных участков ветвей XSP=

    4.4850 +13.5961i

    -3.8187-38.8700i

    -0.6663 +25.2739i

    1.0203 +15.8198i

    2.2811 +12.1876i

    -2.7984 -23.0501i

    0.5173 +10.8625i

    0.5173 +10.8625i

    1.1836-14.4114i

     

    Напряжения пассивных участков ветвей XCP=

    1.0е+002 *

    0

    0

    0

    9.9000 + 5.7158i

    9.9000 + 5.7158i

    0

    7.8624 + 5.0692i

    -7.8624 + 6.3623i

    9.9000 - 5.7158i

    Мощности ветвей S=

    1.0e+004*

    -0.2960+0.8973i

    -2.3477+1.0644i

    -1.4666-0.7960i

    1.0052-1.5078i

    0.9224-1.0762i

    0

    0.5913-0.8278i

    0.6504+0.8870i

    0.9409+1.3591i

    Мощности пассивных участков ветвей SPU=

    1.0e+004*

    0

    0

    0

    1.0052-1.5078i

    0.9224-1.0762i

    0

    0.5913-0.8278i

    0.6504+0.8870i

    0.9409+1.3591i

    Мощности источников ветвей SI=

    1.0e+0.004*

    0.2960-0.8973i

    2.3477-1.0644i

    1.4666+0.7960i

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    > > sum([SPU SI])

    Ans=

    1.0e+004*

    4.1103-1.1658i 4.1103-1.1658i

    Уравнение баланса комплексных мощностей имеет вид

    Как видно из результатов расчета, это условие выполняется точно. Суммарная активная мощность источников и приемников составила 41103Вт, а реактивная 11658 Вар.

     

     

    Построим векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений, используя два пункта из расчета в MATLAB: напряжения ветвей и токи ветвей.

    В программном комплексе MatLab существует специальный сценарий для построения векторных диаграмм - vdiagrl. Оператор вводится по следующему правилу: vdiagrl (n, а) для каждого узла, где n - номер фигуры, которая соответствует полной топографической диаграмме напряжений (n = 1) или векторной диаграмме токов (n = 2); а - массив комплексных чисел: первое значение - от какой точки на комплексной плоскости начинать диаграмму; остальные значения - откладываемые комплексные числа; каждый последующий отрезок откладывается от конца предыдущего.

    Построим топографическую диаграмму напряжений (рис. 6) по закону Кирхгофа для напряжений, введя следующие команды после завершения основного расчета в MATLAB:

    » vdiagrl(1, [0 ХС(1) ХС(4) -X(X2)], linewidth’, 2, edgecolor’, ’flat’) - контур I

    » vdiagrl(l, [0 ХС(3) ХС(7) ХС(8) -ХС(6) -XC(2)], ’linewidth’, 2, ’edgecolor, ’flat’) - контур II

    » vdiagrl(1, [ХС(1) ХС(5) -ХС(6) -XC(4)], ’linewidth, 2, edgecolor’, flat’) - контур III

    » vdiagrl (1, [ХС(1) ХС(9) ХС(7) ХС(8) –XC(5)], ’linewidth’, 2, ’edgecolor’, ’flat’) - контур IV

    Команду vdiagrl(l, a) необходимо ввести (в - у + 1) раз; в - число ветвей схемы, у - число узлов схемы.

    Для того чтобы построить векторную диаграмму токов (рис. 7), необходимо ввести следующую последовательность команд в соответствии с законом Кирхгофа для токов:

    » vdiagrl(2, [0 -XS(1) XS(4) XS(5) XS(9)], linewidth’, 2, ’edgecolor, flat’) -узел A

    » vdiagrl(2, [0 - XS(2) - XS(4) XS(6)], ’linewidth, 2, edgecolor, flat’) -узел В

    » vdiagrl (2, [0 XS(1) XS(2) XS(3)], ’linewidth, 2, edgecolor’, flat’) -узел О

    » vdiagrl (2, [0 -XS(5) -XS(6) -XS(8)], linewidth, 2, edgecoIor, flat’) - узел

     

    Команду vdiagrl(2, a) необходимо ввести (у - 1) раз. Учтём, что = позволяет нам не записывать команду для узла D.

     

     

     

    Библиографический список

    1. Теоретические основы электротехники. В 2 т. Т. 1 / под ред. П. А. Ионкина. - М.: Высш. шк., 1978. - 592 с.

    2. Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники. В 3 ч. 4.1. Линейные электрические цепи / Г. И. Атабеков. - М.: Энергия, 1978. - 592 с.

    3. Теоретические основы электротехники. В 3 т. Т. 1 / К. С. Демирчян [и др.]. - СПб.: Питер, 2006. - 464 с.

     

    Оглавление

    Введение........................................................................... 3

    1. Задание по расчету....................................................... 5

    2. Методические указания............................................... 8

    Библиографический список.......................................... 16

     

     

    РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ

    Методические указания к выполнению расчетно-графичсской работы по теоретическим основам электротехники

    Составитель СБИТНЕВ Станислав Александрович

    Подписано в печать 21.04.11. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 0, 93. Тираж 100 экз. Заказ Издательство Владимирского государственного университета. 600000, Владимир, ул. Горького, 87

     

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.