3651

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно – строительный

университет»

Кафедра технологии строительства

Н. Л. Александрова, В. П. Костров

Определение параметров сети электроснабжения предприятий с помощью персонального компьютера

Учебно-методическое пособие к практическим занятиям в компьютерном классе по дисциплине «Электроснабжение предприятий и электрооборудование» по направлению подготовки 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника, профиль – Промышленная теплоэнергетика

Нижний Новгород

2016

УДК 621.3

Александрова Н.Л. Определение параметров сети электроснабжение предприятий с помощью персонального компьютера, [электронный ресурс] / Н. Л. Александрова, В. П. Костров: Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016 – 17 с электрон. опт. диск (CD – RW)

Приведены необходимые теоретические сведения для определения параметров сети электроснабжения,даются поясняющие рисунки и векторные диаграммы, рассмотрены содержание и последовательность выполнения задач на компьютере.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для практических занятий в компьютерном классе по направлению подготовки 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника, профиль – Промышленная теплоэнергетика.

© Н.Л. Александрова

©В.П. Костров

©ННГАСУ,2016

Введение.

Электроснабжение предприятий осуществляется по трехфазной четырехпроводной схеме с глухо заземленной нейтралью от трансформаторных подстанций.

Электрооборудование предприятий включает в себя однофазные потребители: осветительные приборы, различные бытовые устройства (электроплиты, холодильники, переносной электроинструмент и др.), а также промышленное оборудование: трехфазные потребители ( насосы, лифты, вентиляторы, компрессоры и др.)

Расчет различных участков электрической цепи производят на схемах замещения, где реальные потребители представлены в виде элементов: активных R, индуктивных XLи емкостных XC сопротивлений, соединенных соответствующим образом. Зная эти сопротивления, а также напряжения, подаваемые на схему, можно рассчитать токи, потребляемую мощность, потери напряжения в линии, выбрать сечения проводов и кабелей, а также защитные аппараты.

На практических занятиях по дисциплине «Электроснабжение предприятий и электрооборудование» используется компьютерная программа «Электронный учебник», которая дает возможность рассчитать эти параметры для различных схем соединения.

Программа построена таким образом, что каждый раздел включает в себя теоретическую часть, изучая которую студент также и проверяет свои знания, ведя диалог с компьютером. Затем по каждой теме студент выполняет задание, предлагаемое компьютером.

Электронный учебник генерирует для каждого студента свой индивидуальный вариант учебного задания по одной и той же теме. Перед началом выполнения задания студент регистрируется, записывая в компьютер фамилию, имя и отчество, число и группу. В процессе решения при необходимости можно пользоваться подсказками компьютера. Необходимые графические работы студент вычерчивает на дисплее. После окончания выполнения задания компьютер выставляет оценку в баллах от 0 до 5. Оценка за выполнение задания рассчитывается компьютером с учетом общего числа заданных вопросов, числа безошибочных ответов с первой попытки, количества попыток. В некоторых случаях вводится весовой коэффициент для учета различной степени сложности задаваемых вопросов.

В программе имеется калькулятор, который вызывается нажатием клавиши «С». Убрать калькулятор можно нажатием клавиши «Esc».

ОДНОФАЗНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1.

Формула 1

Синусоидальный ток, напряжение, электродвижущая сила.

ii

Рис. 1

-амплитуда (максимальное значение синусоидально изменяющейся величины)

(c) – период (Гц) – частота

Начальная фаза отсчитывается от точки перехода через нууль к положительному значению. Если ψ > 0, точка перехода чеерез нульк положительному значению смещается влево от начала координат, если ψ < 0

– вправо.

Действующее знначение – среднеквадратичное значение за период:

Среднее значение (за положительный полупериод)

Работа на компьютере.

Определение пар аметров синусоидальной цепи переменного тока

1.Открыть программу OZ -1.

2.Ознакомиться с теоретической частью, записать в тетрадь основные правила и формулы.

3.Открыть раздел «ПРИМЕРЫ». Зарегистриро ваться, записав в компьютер сво ю фамилию, номер группы и дату.

4.Определить пар аметры синусоидальной цепи Е, U ,I,Em,Um, ɷ,f,T для каждого из пред ложенных примеров, используя, если нужно, подсказки компьютера.

5.Построить на д исплее графики и векторные диагра ммы.

6.Записать решение в тетрадь.

7.Получить оценк у у компьютера.

П РАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2.

Символический (к омплексный) метод анализа цепей синусоидального

тока.

Сущность комплексного метода:

Анализ цепи синусоидального тока осуществляют, используя символические изображения синусоидальных функций времени в виде комплексных чисел.

Метод позволяет перейти от интегро-дифференциальных уравнений для мгновенных значений синусоидальных величин к алгебраическим уравнениям для их изображений, что существенно упрощает анализ цепей синусоидального тока.

+j

A

b

α

Комплексное число А можно представить вектором на комплексной плоскости.

Формы записи комплексного числа: Алгебраическая а Показательная

Тригонометрическая cos sin

Здесь:

√1 – мнимая величина

a- вещественная часть комплексного числа b- мнимая часть комплексного числа

A -модуль комплексного числа

, "а# #

α-аргумент комплексного числа

Отсчет аргумента производится от оси +1,

Если α > 0 – отсчет пр отив часовой стрелки

Если α < 0 – отсчет по часовой стрелке.

Примеры изображения синусоидальных функций времен и комплексным числом показаны в таблице 2.

Работа на компьютере.

Решение задач на преобразование одной формы записи комплексных чисел в другую

1.Открыть программу OZ -2.1.

2.Ознакомиться с теоретической частью, записать в тетрадь основные правила и формулы.

3.Открыть программу OZ -2.2, раздел «ПРИМЕРЫ». Зарегистрироваться, записав в компьютер свою фам илию, номер группы и дату.

4.Решить четыре задания, используя, если нужно, поддсказки компьютера.

5.Построить на д исплее графики и векторные диагра ммы, округляя величины в соответствии с указаниями компьютера.

6.Записать решение в тетрадь.

7.Получить оценк у у компьютера.

П РАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3.

Мощность цепи синусоидального ток а.

i

u

Рис. 3

Напряжение и ток на зажимах пассивного двухполююсника изменяются гармонически:

Ради простоты положим ψu = 0, тогда φ ψu - ψi = -ψi . Мгновенная мощность (скорость совершения работы):

Когда p> 0, энергия поступает от источника в приемник.

Когда p< 0, приемник возвращает энергию источнику.

Энергия А, пост упающая в приемник за интервал времени, равный периоду Т, определяется площадью, ограниченной кривой р и осью абсцисс на данном интервале:

))

% &'( % + , '( -. /01 2 3

**

Активная мощность (среднее за период значение мгновенной мощности)

Активная мощность Р численно равна энергии, поступающей от источника в приемник за единицу времени (за секунду),

- коэффициент мощности.

Активную мощность можно определить через активное сопротивление:

4 - . /01 2 9 . . /01 2 9 /01 2 .: ; .: 6738

Комплексную мощность можно также рассчитать как произведение

комплексного значения напряжения Uна комплексное значение тока>. < C >

= *

Треугольник мощностей:

< < K

+1Рис.4

Работа на компьютере.

Расчет мощности цепей синусоидального тока.

1.Открыть программу OZ -3.

2.Ознакомиться с теоретической частью, записать в тетрадь основные правила и формулы.

3.Открыть раздел «ПРИМЕРЫ». Зарегистрироваться, записав в компьютер свою фамилию, номер группы и дату.

4.Решить предложенные задачи, используя, если нужно, подсказки компьютера.

5.Записать решение в тетрадь.

6.Получить оценку у компьютера.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4.

Комплексные сопротивления.

Комплексное сопротивление того или иного участка цепи есть отношение комплексов напряжения и тока этого участка.

Здесь:

= C> модуль комплексного сопротивления Eполное сопротивлениеH

B ^_ ^`- аргумент комплексного сопротивления, равный углу сдвига фаз между напряжением и током;

Формы записи комплексного сопротивления:

Здесь:

c = cos B активное сопротивление A = sin φ реактивное сопротивление

Работа на компьютере.

Расчет комплексных сопротивлений.