Расчет трехфазной цепи с несимметричным участком методом симметричных составляющих

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Расчет и моделирование электрических и магнитных цепей

Пояснительная записка

ОГУ 13.03.02.3017.044 ПЗ

Руководитель

канд. техн. наук, доцент

_____________ Н.Г. Семёнова

«___»_____________2017г.

Исполнитель

студент группы 16ЭЭ(ба) – 4

_____________С.В. Антонова

«___»_____________2017г.

Оренбург 2017

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Электроэнергетический факультет

Кафедра автоматизированного электропривода, электромеханики и  электротехники

Задание на курсовую работу

Расчет и моделирование электрических и магнитных цепей

1. Исходные данные задания 1.

Таблица 1 – Исходные данные к заданию 1

			, см
505	625	625	4	14	25	0,9	0,2	0,2	0.5

Таблица 2 – Магнитные свойства стали

2.  Исходные данные задания 2.

Таблица 3 – Исходные данные к заданию 2

127	25	30	10	10	20	5

3. Исходные данные задания 3.

Таблица 4 – Исходные данные к заданию 3

									660	10

4. Исходные данные задания 4.

Таблица 5 – Исходные данные к заданию 4

						рад/с.
					100

Дата выдачи задания                   Срок защиты курсовой работы

«___»___________________20___г.                «___»_________________20___г.

Руководитель работы                                       Исполнитель

Кандидат технических наук, доцент              студент группы 16ЭЭ(ба) – 4

­­­­­­­­­­­_________________ Н.Г. Семёнова                 ________________ С.В. Антонова

Аннотация

Курсовая работа посвящена решению задач по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

В данной работе рассматриваются четыре типа задач из разных тем курса по дисциплине «Теоретические основы электротехники», а именно магнитные цепи постоянного магнитного потока, трёхфазные цепи со статической нагрузкой, аварийные режимы в трёхфазной цепи (исследование методом симметричных составляющих) и переходные процессы в линейных электрических цепях со сосредоточенными параметрами, анализируется теория решения поставленных задач, дается подробная характеристика каждого из них.

Курсовая работа может представлять необходимую информацию для решения подобных задач в дальнейшей учебе или работе.

Введение

Предмет ТОЭ изучает количественные и качественные стороны электромагнитных процессов в электрических цепях и электромагнитном поле.

В теории электрических цепей рассматривают процессы в определенной области пространства с помощью алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений. При этом оперируют интегральными величинами, дающими общее понятие об исследуемой области.

В теории электромагнитного поля используют дифференциальныеуравнения в частных производных, которые позволяют характеризовать любую точку пространства.

Существование человеческого общества требует постоянных затратэнергии. Уровень производства и потребления энергии в значительной степени характеризует уровень производительных сил общества.

Электрическая энергия – вторичная форма энергии, не существующая в

готовом виде в природе. Более 100 лет назад электротехника только зарождалась. Жизнь современного общества представить себе без применения электрической энергии невозможно. Это объясняется ее важными достоинствами,среди которых прежде всего универсальность (сравнительно легко преобразуется в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую, химическую) и возможность передачи на огромные расстояния с относительно небольшими потерями.

Теория электрических цепей изучает электромагнитные явления в технических системах, предназначенных для производства, передачи и распределения электрической энергии, распространения, преобразования и переработки информации.

В основе методологии теории цепей лежит системный подход, в соответствии с которым реальные электрические цепи заменяют их схемами замещения, составленными из идеализированных элементов.

Курс теории электрических цепей базируется на основных физических понятиях об электрических и магнитных явлениях. В основе курса лежат также знания, полученные студентами в различных областях высшей математики – алгебре, теории дифференциальных уравнений, интегральных преобразованиях Фурье и Лапласа, теории численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений.

В свою очередь, на базе теории электрических цепей строятся многие последующие специальные дисциплины электро- и системотехнического циклов, связанные с анализом конкретных классов систем, в которых методыи приемы теории цепей развиваются и получают проблемную ориентацию.

Исходные данные к задаче

Для ниже приведенной схемы трёхфазной цепи в аварийном режиме работы, при коротком замыкании фазы B, методом симметричных составляющих определить:

1. Фазные токи несимметричного участка:

2. Фазные напряжения несимметричного участка:

3. Построить векторные диаграммы фазных токов и напряжений и их симметричных составляющих.

Рисунок 3.1 – Трехфазная цепь в аварийном режиме работы

Таблица 3.1 – Исходные данные к заданию 3

j20	j15	j5	5+j3	3+j2	1+j1	25+j10	30+j20	10+j5	220	7

Расчет трехфазной цепи с несимметричным участком методом симметричных составляющих

Прежде чем начать расчет, определим некоторые начальные условия для решения задачи и составим схему замещения аварийного режима работы цепи:

1. Аварийный режим работы: к.з фазы В.

2. Вид несимметрии: поперечнаянесимметрия.

3. Схема соединения нагрузки: звезда с нулевым проводом.

4. Схема замещения короткого замыкания фазы В:

Рисунок 3.2 – Схема замещения к.зфазыВ

Алгоритм решения задачи.

1. Составим схемы замещения для прямой, обратной и нулевой последовательности и преобразуем их до одного контура.

1.1 Схема замещения прямой последовательности: