Контрольные задания и методические указания для их выполнения

Студент заочного факультета к выполнению контрольных работ приступает после изучения всех разделов программы курса. Количество, номера и варианты задач задаются преподавателем во время установочной сессии.

При оформлении работы указывается источник (включая страницу), из которого формулы и цифровые данные применены при решении задач. В порядке исключения в качестве источника может быть использован и конспект установочных лекций. Должен быть приведён вывод формул, применённых без ссылки на первоисточники при решении задач. Все величины, вычисленные и используемые при построении кривых, сводятся в таблицы. Ход решения задач обязательно поясняется и приводится анализ и выводы по промежуточным и конечным результатам.

Работы, выполненные с нарушением этих требований, проверяться не будут. Первая часть задания (любые три задачи) отправляется для проверки в первой половине семестра, а вторая не позднее пяти дней до начала сессии.

Задача № 1

На вводе трансформатора появился прямоугольный импульс атмосферного перенапряжения U_0. Рассчитайте и постройте распределение вдоль обмотки трансформатора (зависимость от номера звена n) начальных, установившихся и максимальных напряжений между элементами обмотки и землёй. Для заданной точки обмотки постройте кривую изменения напряжения во время переходного процесса. Исходные данные для решения приведены в таблице 1.

В таблице 1: N – число звеньев обмотки; N1 – номер звена, для которого необходимо построить временную зависимость; К₀ – емкость между звеньями обмотки; С₀ – емкость одного звена обмотки относительно земли; РН – режим нейтрали трансформатора (З – заземлена, И – изолирована).

При расчетах и построении кривых напряжения берите в относительных единицах. За базовое примите напряжение прямоугольного импульса на вводе трансформатора.

Указания к решению

Первоначально составьте полную схему замещения обмотки трансформатора. Затем для начального момента времени приведите схему замещения и рассчитайте и постройте кривую распределения напряжений вдоль обмотки. Составьте схему замещения для установившегося режима и постройте кривую распределения напряжения в этом режиме. Зависимость максимальных напряжений получите графически. Все три зависимости постройте в одних координатах. При построении кривой изменения напряжения от времени допускается период свободных колебаний и постоянную времени затухания свободной составляющей принять произвольными.

Таблица 1

Вариант	N	N1	C0, пФ	K0, пФ	РН
1	12	10	100	250	З
2	14	8	100	400	И
3	16	14	100	600	З
4	18	15	100	700	И
5	20	6	100	800	З
6	12	12	200	800	И
7	14	5	200	1000	З
8	16	14	200	1200	И
9	18	16	200	1400	З
10	20	4	200	1600	И
11	12	10	300	1200	З
12	14	6	300	1400	И
13	16	10	300	1600	З
14	18	17	300	1800	И
15	20	16	300	2000	З
16	12	7	400	1400	И
17	14	7	400	1800	З
18	16	16	400	2200	И
19	18	4	400	2600	З
20	20	10	400	3000	И
21	12	5	500	3200	З
22	14	4	500	3000	И
23	16	8	500	2800	З
24	18	10	500	2600	И
25	20	15	500	2400	З