520

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д. Н. Прянишникова»

И.С. Дорофеева, Л.П. Кропачева

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ С ОСНОВАМИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Методические указания и контрольные задания

Пермь

ИПЦ «Прокростъ»

2016

2

УДК 621.3

ББК 31.2 Д 694

Рецензенты:

А.С. Ажеганов, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры радиоэлектроники и защиты информации, ПГНИУ;

Н.К. Шестакова, канд. физ.-мат. наук, доцент, зав. кафедрой физики,,

ФГБОУ ВО Пермская ГСХА.

Д 694 Дорофеева И.С.

Электроснабжение с основами электротехники: методические указания и контрольные задания / И.С. Дорофеева, Л.П. Кропачева; М-во с.-х. РФ, федеральное гос. бюджетное образов. учреждение высшего образования «Пермская гос. с.-х. акад. им. акад. Д.Н. Прянишникова»; Пермь : ИПЦ «ПрокростЪ», 2016. – 55 с.

Вметодических указаниях и контрольных заданиях дана краткая теория, примеры

иалгоритм решения задач, таблицы вариантов задания и список теоретических вопросов к экзамену. Справочные данные приведены в приложениях, указана рекомендуемая литература.

Методические указания и контрольные задания предназначены для студентов по направлению подготовки «Строительство».

УДК 621.3 ББК 31.2

Методические указания и контрольные задания рекомендованы к изданию методической комиссией архитектурно-строительного факультета ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, протокол № 1 от 28. 09. 2015 г.

©ИПЦ «ПрокростЪ», 2016

© Дорофеева И.С., 2016 © Кропачева Л.П., 2016

3

4

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Целью работы является закрепление студентами навыков анализа и расчета электрических цепей, а также окончательная проверка усвоения ими соответствующих разделов курса. В процессе выполнения контрольной работы студент должен:

−применять основные законы электротехники для расчета электрических однофазных и трехфазных цепей;

−уметь составлять электрические схемы, использовать условные обозначения в схемах в соответствии с действующими обозначениями ЕСКД;

−научиться строить векторные диаграммы и по ним анализировать работу сложных электрических цепей;

−уметь различать соединение трехфазных четырехпроводных сетей (соединение по схеме «Звезда») и трехпроводных сетей (соединение по схеме «Треугольник»);

−понимать назначение нейтрального провода;

−уметь рассчитывать параметры трехфазных асинхронных двигателей и строить их механические характеристики;

−уметь рассчитывать электрические сети и выбирать защитные аппараты;

−оценивать эффективность полученной энергосистемы.

Для понимания терминов, упоминаемых в контрольной работе, необходимо использовать ГОСТ Р 52002 – 2003 «Электротехника. Термины и определения основных понятий» и Правила устройства электроустановок:

ПУЭ − 7 – 2003.

СТРУКТУРА КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольная работа должна содержать:

1. Решение четырех задач с подробным описанием решения и промежуточными вычислениями, необходимыми электрическими схемами и векторными диаграммами.

2. Список используемой литературы.

Ответы на вопросы к экзамену (список на с.43 – 45) необходимо законспектировать и принести на экзамен. Ответ на один вопрос должен занимать не более двух страниц. В контрольную работу конспект ответов

не входит.

Контрольная работа должна быть выполнена на бумаге формата А 4. При выполнении печатного текста следует использовать 14 шрифт через интервал 1.15, соблюдая следующие размеры полей: левое − 30 мм, правое −

5

15 мм, верхнее − 20 мм, нижнее − 20 мм. Электрические схемы вычерчивать в соответствии с требованиями ГОСТ карандашом при помощи линейки или выполнить на компьютере. В начале каждой задачи нужно привести краткое условие, расчетную схему и исходные данные для своего варианта. При оформлении указывать все расчетные формулы и размерность всех найденных значений. Конечный результат должен быть выделен из общего текста. На титульном листе необходимо указывать название кафедры, группу, фамилию, инициалы и шифр студента, № варианта.

Задание для контрольной работы выдается каждому студенту индивидуально в соответствии со студенческим шифром по таблице вариантов.

Таблица вариантов

Контрольная работа высылается в академию с таким расчетом, чтобы она была прорецензирована преподавателем не позднее, чем за две недели до начала экзаменационной сессии. После рецензирования на контрольной работе делается пометка: «зачтено» или «не зачтено». В том случае, если работа не зачтена, она возвращается студенту для устранения указанных преподавателем замечаний.

7

При параллельном соединении сопротивлений все сопротивления находятся под одним и тем же напряжением U (рис. 1.3).

Электрическую цепь, состоящую из параллельно соединенных сопротивлений (рис. 1.3), целесообразно заменить цепью с эквивалентным сопротивлением Rэк (рис. 1.2), которое определяется из выражения:

где – сумма проводимостей −

величин, обратных сопротивлениям участков параллельных ветвей электрической цепи;

Rк − сопротивление ветви параллельного участка цепи;

qэк − эквивалентная проводимость параллельного участка цепи,

n – число параллельных ветвей цепи.

Эквивалентное сопротивление участка цепи, состоящего из одинаковых параллельно соединенных сопротивлений

При параллельном соединении проводников напряжения на участках цепи одинаковы и равны:

U = R1 I1 = R2 I2 = R3 I3 =…= Rn In.

Общий ток в электрической цепи равен сумме токов ветвей

.

При параллельном соединении двух проводников с сопротивлениями R1 и

8

R2 эквивалентное сопротивление цепи имеет вид:

.

При смешанном соединении сопротивлений (рис. 1.4), т. е. при наличии участков электрической цепи с последовательным и параллельным соединением сопротивлений, эквивалентное сопротивление (рис. 1.2) цепи определяется в соответствии с выражением:

РАЗДЕЛ 2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Расчет электрической линии сводится к определению сечения провода или жил кабеля, которое обеспечивает нормальную работу потребителей, питаемых этой линией. Сечение выбирают по величине расчетного электрического тока, зависящего от напряжения, мощности и коэффициента мощности потребителя, а также по величине потери напряжения в проводах (жилах кабеля), которая не должна превышать значений, указанных в ПУЭ.

Значения длительно допустимых токовых нагрузок на провода и кабели с разным материалом токоведущих жил, различной изоляцией, различными условиями прокладки определены централизованно на основании расчетов и экспериментов. Они сведены в таблицы, опубликованные в ПУЭ, и являются официальными нормативными материалами.

Выбор сечения проводов по условиям нагрева заключается в сравнении длительно допустимого тока для данного сечения, взятого из таблиц, с расчетным значением тока нагрузки. При этом должно соблюдаться условие

,

где − длительно допустимый ток для данного сечения, А; − расчетный ток нагрузки линии, А.

1. Вычисление расчетного тока нагрузки линии

где – расчетная мощность отдельного электроприемника или

9

строительной площадки, кВт; – номинальное фазное напряжение, В;

– номинальное линейное напряжение сети, В;

– коэффициент мощности.

За расчетный ток нагрузки трехфазных электродвигателей принимают его номинальный ток

− для трехфазной нагрузки

;

где – длина провода линии, м;

– удельная проводимость материала провода, м/Ом мм 2;

∆U – допускаемая потеря напряжения в сети (в долях единицы 0,05). Удельная проводимость алюминия составляет 31,7 м/Ом мм2, удельная проводимость меди − 53 м/Ом мм 2.

По таблицам ПУЭ (Приложение 1) по условию

,

выбирается ближайшее стандартное сечение S проводов или жил кабеля в зависимости от материала, вида изоляции и условий прокладки.