Примеры и методические указания к выполнению курсовой работы № 2

Содержание:

Исходный режим 3

Обрыв нейтрального провода 5

Аварийный режим (обрыв фазы А) 7

Обрыв фазы А. 8

Расчет методом симметричных составляющих 8

Моделирование исходного режима в Simulink 10

Список литературы 13

Задание курсовой работы:

1. Выполнить расчет электрической цепи для безаварийного и аварийного режимов работы в программе Mathcad.

2. Расчет аварийного режима осуществить методом симметричных составляющих.

3. Моделирование безаварийного режима в программе Simulink.

Дано:

Соединение потребителя: звезда

Аварийный режим: обрыв фазы А

Расчет безаварийного режима работы

Рис. 1

Оператор – а – трехфазной системы:

Фазные напряжения обмоток генератора:

Проводимости фазовых нагрузок:

Сопротивление нулевого провода полагаем бесконечно малым:

Определим напряжение смещения нейтрали Uoo:

Токи в фазах нагрузки:

О

I_A

Ток в нулевом проводе определяем по I закону Кирхгофа:

; А

Линейные напряжения: Действующие значения напряжения:

Т.к. система линейных напряжений является симметричной, то при соединении нагрузки в звезду сумма линейных напряжений должна быть равна нулю:

≈ 0

Векторная диаграмма:1

U_B

2.Расчет трехфазной цепи при обрыве нейтрального провода

Рис. 2

Проводимости фаз нагрузки:

Сопротивление нейтрального провода полагаем бесконечно большим:

Напряжение между узлами О и О`:

Токи в фазах нагрузки определяем по формулам:

Напряжения на фазах нагрузки:

ВЫВОД:

При обрыве нейтрального провода симметрия системы напряжений на нагрузках нарушается

(происходит перекос напряжений по фазам)

В

I`_B

U_AO`

U_CO`

U_BO`

I`_C

3. Аварийный режим (обрыв фазы А)

Токи в фазах:

Ток в нейтральном проводе:

Векторная диаграмма3: Аварийный режим (обрыв фазы А)

I’_C

4. Обрыв фазы А. Расчет методом симметричных составляющих.

Эквивалентные сопротивления:

Для нулевой последовательности:

Для прямой последовательности:

Для обратной последовательности:

Схемы замещения:

Составим систему уравнений для U₁, U₂, U₃, I₁, I₂, I₃:

По II закону Кирхгофа для схем замещения:

По граничным условиям в месте несимметрии:

В случае обрыва фазы А:

I_A = 0; U_B = 0; U_C = 0;

Матрицы коэффициентов и свободных членов:

Искомые токи и напряжения последовательностей:

- прямая последовательность

- обратная последовательность

- нулевая последовательность

Зная симметричные составляющие, найдем токи и напряжения в месте возникновения несимметрии:

- Проверка выполнения граничных условий

- проверка выполнения условий

- проверка выполнения условий

Векторная диаграмма:4

U_A

Моделирование безаварийного режима в Simulink.

Составим для схемы уравнения, где за искомое примем напряжение Uoo» между двумя узлами.

, где

, где

, где

Составим уравнения для токов ветвей:

; ; ;

Действующие значения сил токов:

Построим модель в программе Simulink

График напряжений: Ua, Ub, Uc

График действующих сил токов: |Ia|, |Ib|, |Ic|

Список литературы:

1. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов / Л. А. Бессонов. – 7-е изд., переработ. И доп. – М. высш. шк., 1978. – 528 с.

2. Теоретические основы электротехники: учеб. Пособие. Ч. 1 / А. В. Гамов, М. П. Гамова / Нижнетагил. технол. ин-т (фил.) УГТУ-УПИ. Нижний Тагил. 2006.- 175 с.

3. Теоретические основы электротехники Т. I. Основы теории линейных цепей. Под. ред. П. А. Ионкина. Учебник для электротехн. Вузов. Изд. 2-е. переработ. и доп. М., «Высш. школа», 1976. – 544 с.