Методические указания к контрольному заданию

Номер варианта курсант (студент) устанавливает по шифру зачетной книжки. Последняя цифра указывает номер варианта всех задач, причем цифре 0 со­ответствует вариант 10 (см. таблицу 1, рисунок 1).

• Рассчитать электрическую сеть из условия минимальной

мас­сы проводникового материала в соответствии с рекомендациями, приведен­ными в [1].

При расчете электрической сети необходимо вначале составить уравнение для объема (V) проводникового материала всех участков сети. Объ­ем проводникового материала для участка длиной L будет

IL² / γΔU,

где I – ток, протекающий через проводник;

γ = 57 м / Ом · мм² – удельная проводимость меди;

ΔU – падение напряжения на данном участке, связанное с сечением проводника S соотношением:

S = IL / γΔU.

Условие минимума массы сети можно найти, решив совместно систему уравнений:

{dV / dΔU₀ = 0;

{................

{dV / dΔUi = 0,

где ΔUi – падение напряжения на i-м участке (i = 0,1,...n).

• Для расчетов токов короткого замыкания в электрических сетях

ВС наиболее целесообразным является использование сис­темы относительных единиц, в которой в качестве базисных единиц приняты номинальный ток и номинальное напряжение одного из генераторов. Если в рассчитываемой электрической сети применяются однотипные генераторы, то выбор базисных величин не представляет труда, в качестве их следует брать номинальный ток и номинальное напряжение одного генератора.

Остальные величины выражаются через избранные базисные единицы то­ка и напряжения. Так, в качестве базисного сопротивления следует брать r_б = U_б / I_б = U_н / I_н.

Для систем электроснабжения на постоянном токе номинальное на­пряжение авиационных генераторов равно 28,5 В, поэтому:

r_б = 28,5 / I_б .

При этом для генератора ГСР-9000 r_б = 0,095 Ом; генератора

ГСР-12000 r_б = 0,07130 Ом и генератора ГСР-18000 r_б = 0,0475 Ом.

В качестве базисной мощности следует взять

P_б = U_бI_б = 28,5I_б .

Важно отметить, что базисная мощность генератора в этом случае не равна паспортной номинальной мощности, а несколько ниже ее. Так, для генератора ГСР-9000 Р_б = 8,55 кВт, генератора ГСР-12000 Р_б = 11,4 кВт и генератора ГСР-18000 Р_б = 17,1 кВт.

Для перевода именованных единиц в относительные необходимо их пересчитать в соответствии со следующими соотношениями:

- для тока:

j = I / I_б = I / I_н ;

- для ЭДС и напряжений:

ε = U / U_б = U / U_н;

- для сопротивлений:

ρ = r/ r_б = ( r/ U_б) I_б = ( r/ U_н) I_н ;

- для мощности:

p = р / р_б = р / U_нI_н ,

где j, ε, ρ, р – относительные величины тока, напряжения, сопротивле­ния и мощности соответственно.

Токи короткого замыкания рассчитываются графоаналитическим методом, сущность которого сводится к замене нелинейных

(в общем случае) источников электри­ческой энергии, питающих рассчитываемую сеть, некоторыми эквивалент­ными линейными источниками электрической энергии, обладающими свой­ствами, не изменяемыми во времени электродвижущими силами и внутренними сопротивлениями в течение всего периода короткого замыкания. Эти эквива­лентные и не изменяемые во времени значения ЭДС и внутреннего сопротив­ления источников называются расчетными. После такой замены задача рас­четов токов короткого замыкания сводится к простой электротехнической задаче по нахождению токораспределения в электрической сети, питаемой от нескольких линейных источников электрической энергии.

Из линеаризованных характеристик генераторов [1] следует, что значения расчетных относительных ЭДС и внутренних сопротивлений эквива­лентных линейных источников электрической энергии соответственно будут:

• для переходного режима:

- относительная расчетная ЭДС ε^*=1,29,

- относительное расчетное внутреннее сопротивление ρ^* = 0,258;

• для установившегося режима:

- относительная расчетная ЭДС ε^*= 0,81,

- относительное расчетное внутреннее сопротивление ρ^* = 0,62.

Спрямленной установившейся характеристикой генератора можно пользоваться лишь при сопротивлениях короткого замыкания, не превышаю­щих предельное значение сопротивления ρ_{к. пред} = 0,345.

Обычно при расчетах установившихся токов короткого замыкания со­противление короткого замыкания, приведенное к зажимам генератора, зна­чительно меньше предельного.

Задача 3. Расчет распределительной сети воздушных судов

Рассчитать участок распределительной сети ВС, снабжаемой от источника переменного трехфазного тока напряжением 120/208 В.

Схема участка показана на рисунке 3. Необходимые для расчета данные приведены в таблице 3.

А B C D

Рисунок 3 – Схема участка сети

Таблица 3

Исходные данные	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Длина участков линии, м: L1 L2 L3	3 6 4	2 10 8	12 15 6	10 6 7	2 8 15	10 12 5	5 9 8	17 3 11	7 9 12	10 6 15

Окончание таблицы 3

Исходные данные	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ток нагрузки потребителей, А I1н I2н I3н	30 30 20	15 10 5	25 5 30	12 15 10	35 10 15	40 25 17	23 12 17	50 15 30	90 15 60	20 14 30
Допустимая потеря напряжения на участках фазы, В ΔU1 ΔU2 ΔU3	0,4 0,4 0,5	0,1 0,1 0,2	0,4 0,2 0,2	0,3 0,3 0,3	0,2 0,4 0,5	0,3 0,6 0,2	0,9 1,1 0,6	1,3 0,7 0,8	0,9 1,1 1,3	1,6 0,7 0,8
Коэффициенты мощности нагрузки: cos φ1 cos φ2 cos φ3	0,8 0,9 0,9	0,9 0,7 0,8	0,7 0,8 0,8	0,6 0,7 0,9	0,8 0,9 0,9	0,7 0,9 0,8	0,7 0,6 0,9	0,7 0,8 0,6	0,9 0,7 0,7	0,8 0,9 0,9