Расчёт разветвлённой цепи постоянного тока

СОДЕРЖАНИЕ

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

1.   расчёт разветвлённой цепи постоянного тока......................................... 4

1.1.      Расчёт токов методом контурных токов................................................................ 5

1.2.      Анализ баланса мощностей...................................................................................... 7

1.3.      Расчёт тока в ветви методом эквивалентного генератора............................... 7

2.   Расчёт разветвлённой однофазной электрической цепи переменного тока................................................................................................................................................. 10

2.1.      Расчёт параметров комплексной схемы замещения........................................ 11

2.2.      Расчёт токов схемы методом контурных токов в комплексной форме....... 12

2.3.      Анализ баланса активной и реактивной мощностей........................................ 14

2.4.      Построение векторной диаграммы токов и напряжений.................................. 16

3.   расчёт разветвлённой электрической цепи переменного тока при периодических негармонических источниках............................................... 18

3.1.      Расчёт электрических токов методом наложения............................................ 19

3.2.      Проверка баланса мощностей................................................................................ 27

4.   Расчёт симметричной трёхфазной электрической цепи переменного тока................................................................................................................................................. 31

4.1.      Расчёт фазных и линейных токов схемы.............................................................. 32

4.2.      Анализ баланса активной и реактивной мощностей........................................ 35

4.3.      Построение векторной диаграммы токов и напряжений.................................. 35

5.   Расчёт динамичной трёхфазной электрической цепи переменного тока с местной несимметрией................................................................................................. 37

5.1.      Расчёт симметричных составляющих.................................................................. 38

5.2.      Анализ баланса активной и реактивной мощностей........................................ 45

заключение................................................................................................................................ 47

список использованных источников.................................................................... 48

 

 

Введение

Теоретические основы электротехники (ТОЭ) – это техническая дисциплина, связанная с изучением теории электричества и электромагнетизма, являющаяся базовым общетехническим курсом для электротехнических и электроэнергетических специальностей вузов.

Цель курсовой работы – освоение расчёта и анализа цепей современными методами, приобретение навыков краткого изложения сущности производимых расчётов и анализа полученных результатов.

Для осуществления поставленной цели в рамках курсовой работы необходимо выполнить следующие задачи:

- произвести расчёт разветвлённой цепи постоянного тока; 

- осуществить расчёт разветвлённой однофазной электрической цепи переменного тока;

- выполнить расчёт разветвлённой электрической цепи переменного тока при периодических негармонических источниках;

- произвести расчёт симметричной трёхфазной электрической цепи переменного тока;

- осуществить расчёт динамичной трёхфазной электрической цепи переменного тока с местной несимметрией.

Объект исследования – теоретические основы электротехники.

Предмет исследования – электромагнитные явления и процессы, происходящие в электрических цепях постоянного и переменного тока.

В качестве источников информации рассматриваются научные труды зарубежных и отечественных специалистов по теоретическим основам электротехники.

Структурно работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, источников использованной литературы. Общий объём работы 48 страниц. Работа иллюстрирована 25 рисунками. Библиографический список включает 7 источников.

 

Анализ баланса мощностей

Уравнение энергетического баланса при питании от источников ЭДС и источника тока имеет вид [1]:

где  - суммарная мощность приёмников;

 - суммарная мощность источников.

Составляем баланс вырабатываемой и потребляемой мощности:

где Р_ПР – мощность приёмников;

Р_ИСТ – мощность источников.

Допустимая относительная погрешность расчётов:

Как видим, баланс мощностей сходится, значит расчёт произведён верно.

 

Рис.8 – Топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов

Проверка баланса мощностей

1) Составим баланс мощностей постоянной составляющей (нулевой гармоники):

где Р_ПР(0) – мощность приёмников;

Р_ИСТ(0) – мощность источников.

Допустимая относительная погрешность расчётов:

Как видим, баланс мощностей сходится, значит, расчёт нулевой гармоники произведён верно.

2) Составим баланс мощностей для первой гармоники.

Полная вырабатываемая комплексная мощность всех источников ():

где - сопряжённые значения токов источников.

Суммарная активная мощность источников (Р_ИСТ(1)):

Суммарная активная мощность приёмников ():

Допускается расхождение баланса активных мощностей:

Суммарная реактивная мощность источников (Q _ИСТ(1)):

Суммарная реактивная мощность приёмников (Q _ПР(1)):

где I ₁, I ₃ и и  - действующие значения и фазы (углы) индуктивно связанных токов.

Допускается расхождение баланса активных мощностей:

Так как баланс активных и реактивных мощностей сходится, то расчёт первой гармоники произведён верно.

3) Составим баланс мощностей для третьей гармоники.

Полная вырабатываемая комплексная мощность всех источников ():

где - сопряжённые значения токов источников.

Суммарная активная мощность источников (Р_ИСТ(3)):

Суммарная активная мощность приёмников ():

Допускается расхождение баланса активных мощностей:

Суммарная реактивная мощность источников (Q _ИСТ(3)):

Суммарная реактивная мощность приёмников (Q _ПР(3)):

где I ₁₍₃₎, I ₃₍₃₎ и и  - действующие значения и фазы (углы) индуктивно связанных токов.

Допускается расхождение баланса активных мощностей:

Так как баланс активных и реактивных мощностей сходится, то расчёт третьей гармоники произведён верно.

4) Рассчитаем показатели энергетического процесса в цепи:

Активная мощность цепи равна сумме активных мощностей отдельных гармоник:

Реактивная мощность цепи равна сумме реактивных мощностей отдельных гармоник:

Полная мощность цепи:

В цепях с несинусоидальными источниками ЭДС должно выполняться неравенство:

>

Проверим, выполняется ли данное неравенство:

6105>4099.

Неравенство выполняется.

 

СОДЕРЖАНИЕ

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

1.   расчёт разветвлённой цепи постоянного тока......................................... 4

1.1.      Расчёт токов методом контурных токов................................................................ 5

1.2.      Анализ баланса мощностей...................................................................................... 7

1.3.      Расчёт тока в ветви методом эквивалентного генератора............................... 7

2.   Расчёт разветвлённой однофазной электрической цепи переменного тока................................................................................................................................................. 10

2.1.      Расчёт параметров комплексной схемы замещения........................................ 11

2.2.      Расчёт токов схемы методом контурных токов в комплексной форме....... 12

2.3.      Анализ баланса активной и реактивной мощностей........................................ 14

2.4.      Построение векторной диаграммы токов и напряжений.................................. 16

3.   расчёт разветвлённой электрической цепи переменного тока при периодических негармонических источниках............................................... 18

3.1.      Расчёт электрических токов методом наложения............................................ 19

3.2.      Проверка баланса мощностей................................................................................ 27

4.   Расчёт симметричной трёхфазной электрической цепи переменного тока................................................................................................................................................. 31

4.1.      Расчёт фазных и линейных токов схемы.............................................................. 32

4.2.      Анализ баланса активной и реактивной мощностей........................................ 35

4.3.      Построение векторной диаграммы токов и напряжений.................................. 35

5.   Расчёт динамичной трёхфазной электрической цепи переменного тока с местной несимметрией................................................................................................. 37

5.1.      Расчёт симметричных составляющих.................................................................. 38

5.2.      Анализ баланса активной и реактивной мощностей........................................ 45

заключение................................................................................................................................ 47

список использованных источников.................................................................... 48

 

 

Введение

Теоретические основы электротехники (ТОЭ) – это техническая дисциплина, связанная с изучением теории электричества и электромагнетизма, являющаяся базовым общетехническим курсом для электротехнических и электроэнергетических специальностей вузов.

Цель курсовой работы – освоение расчёта и анализа цепей современными методами, приобретение навыков краткого изложения сущности производимых расчётов и анализа полученных результатов.

Для осуществления поставленной цели в рамках курсовой работы необходимо выполнить следующие задачи:

- произвести расчёт разветвлённой цепи постоянного тока; 

- осуществить расчёт разветвлённой однофазной электрической цепи переменного тока;

- выполнить расчёт разветвлённой электрической цепи переменного тока при периодических негармонических источниках;

- произвести расчёт симметричной трёхфазной электрической цепи переменного тока;

- осуществить расчёт динамичной трёхфазной электрической цепи переменного тока с местной несимметрией.

Объект исследования – теоретические основы электротехники.

Предмет исследования – электромагнитные явления и процессы, происходящие в электрических цепях постоянного и переменного тока.

В качестве источников информации рассматриваются научные труды зарубежных и отечественных специалистов по теоретическим основам электротехники.

Структурно работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, источников использованной литературы. Общий объём работы 48 страниц. Работа иллюстрирована 25 рисунками. Библиографический список включает 7 источников.

 

расчёт разветвлённой цепи постоянного тока

Для заданной схемы с постоянными во времени источниками ЭДС и тока, принимая , , , , выполнить следующее:

1. Изобразить схему, достаточную для расчёта токов ветвей, соединяющих узлы, помеченные буквами, указав их номера и направления.

2. Определить токи во всех ветвях схемы и напряжение на зажимах источника тока методом контурных токов.

3. Составить баланс вырабатываемой и потребляемой мощностей.

4. Рассматривая цепь относительно сопротивления R ветви ab как активный двухполюсник, заменить его эквивалентным генератором, определить параметры эквивалентного генератора и рассчитать ток в ветви ab.

Исходные данные:

Таблица 1

№	Е1	Е2
-	В	В
2	120	190

 

Таблица 2

№	J	R
-	А	Ом
1	1	10

 

Рис.1 - Исходная схема