Пример выполнения КПр для студентов

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Типовая ФОРМА ЗАДАНИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

(см. Приложение 4

в файле «СПбГПУ-2013 Положение о КР и КПр.pdf»)

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

студенту группы 23212/2 Калитвинцеву Марату Артуровичу

1.Тема проекта: Проектирование системы линий, соединяющих ис-

точник электромагнитной энергии И1 через линию 1 с подстанцией П1 и далее через линии 2 и 3 с нагрузками П2 и П3. Линия 3 может быть выполнена с различными волновыми сопротивлениями Z3, что должно быть использовано для минимизации действующего значения напряжения между узлами системы линий, указанными в задании к курсовому проекту.

2.Срок сдачи студентом законченного проекта: 26 мая 2014 г.

3.Исходные данные к проекту:

3.1.Система линий;

3.2.Источник электромагнитной энергии И1;

3.3.Схема подстанции П1;

3.4.Схема нагрузки П2;

3.5.Схема нагрузки П3;

3.6.Диапазон изменения Z3 от 270 до 410 Ом.

4.Содержание пояснительной записки:

4.1.Введение.

4.2.Основная часть.

4.2.1. Расчет установившегося синусоидального режима. Линии 1, 2, 3 рассматривать как линии без потерь. Использовать Т-образную схему за-

мещения линии. В результате расчета должны быть определены макси-

мальные напряжения между узлами 1 – 1, 1' – 1', 2 – 2, 2' – 2,' 3 – 3, 3' – 3'.

4.2.2. Обоснование выбора волнового сопротивления 3-й линии Z3, обеспечивающего минимум действующего значения напряжения между узлами К1 и К2.

4.2.3.Расчет переходного процесса в системе линий. В результате расчета должны быть определены распределения напряжения и тока вдоль каждой из трех линий как функции времени и координаты. При расчете учитывается только первое отражение от конца линий. Для расчета переходного процесса и представления результатов распределения напряжений

итоков вдоль линий учесть, что волны, отраженные от нагрузки П2, прошли расстояние s.

4.2.4.Расчет перенапряжения, возникающего между заданными узлами К1 и К2 при переходном процессе.

4.3.Заключение.

4.4.Библиографический список.

4.5.Приложения.

5.Перечень графического материала:

5.1.Схема замещения системы линий, работающих в установившемся режиме синусоидального тока;

5.2.Схема системы линий при переходном процессе;

5.3.Таблица значений максимальных напряжений между узлами 1 –

1, 1' – 1', 2 – 2, 2' – 2,' 3 – 3, 3' – 3' в установившемся режиме;

5.4.Графики зависимостей от времени напряжений и токов падающих, преломленных и отраженных волн для точек 1 – 1, 1' – 1', 2 – 2, 2' – 2,' 3 – 3, 3' – 3' подстанции П1 и нагрузок П2 и П3;

5.5.Графики зависимостей от времени напряжений и токов на входе

ивыходе подстанции П1 и в нагрузках П2 и П3;

5.6.Эпюры распределения напряжений и токов вдоль линий для момента времени, когда отраженные от конца 2-й линии волны пройдут расстояние s;

5.7.Презентационные материалы к защите.

6.Консультанты: проф. Р.П. Кияткин

7.Дата получения задания: 11 апреля 2014 г.

Задание принял к исполнению _______________ М.А. Калитвинцев

(подпись студента)

________________

(дата)

Исходные данные

Схема соединения линий и их параметры

Схемы и параметры источника И1, подстанции П1, нагрузки второй линии П2 и нагрузки третьей линии П3

РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО РЕЖИМА

СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ И ИХ ПАРАМЕТРЫ

Схема системы линий имеет вид:

Схема источника ЭМЭ и его параметры:

ZR = 200 Ом; zr = 10 Ом; e0=E0msin(ωt+ψe0); E0m = 400 кВ; ω = 2πf; f = 50 гц; ψe0 = π/2.

Входное напряжение e0 в комплексной форме имеет вид:

E0 = E02m e jψe0 = 4 102 5 e j π2 = j2,828 105 В.

Схемы замещения линий

Комплексы напряжения и тока в произвольной точке x линии:

Напряжение и ток на оконечных зажимах линии (при x = l)

U2 =U1 ch γl − I1Z sh γl; I2 = −UZ1 sh γl + I1 ch γl.

Отсюда найдем U1 и I1 :

U1 =U2 ch γl + I2Z sh γl; I1 =U2 shZγl + I2 ch γl.

Эти уравнения аналогичны уравнениям четырехполюсника в A- параметрах:

U1 = AU2 + BI2 ;

I1 =CU2 + DI2 ,

где A = D = ch γl; B = Z sh γl; C = shZγl .

Для линии без потерь γ = jβ. При f = 50 Гц и v = 300000 км/с коэффициент фазы β = ωv ≈ 0,001046 рад/км.

T-образные эквивалентные схемы участков первой линии, а также второй и третьей линии:

Линия 1. Начальный участок

Схема начального участка длиной l1н = 50 км от начала линии до точек К1, К2 приведена на рис. а, схема конечного участка длиной l1к=50 км от точек К1, К2 до конца линии – на рис. б.

A-параметры схемы начального участка:

Aн = ch ( jβl1н) = cos(βl1н) =cos(0,001 50) =0,99875 ;

Bн = Z1 sh ( jβ l1н) = j300sin (0,001 50) = j14,99375 Ом;

Dн = Aн = 0,99875 .

Замечание. Поскольку результаты этих расчетов будут использованы впоследствии для выявления достаточно тонких эффектов, то необходимо учитывать в них большое число значащих цифр. Желательно все расчеты выполнять в одной компьютерной программе без округления промежуточных результатов.

Параметры схемы замещения начального участка первой линии:

Z1н = Aн −1 = j7,50156 Ом;

Cн

Y0н =Cн = j1,66597 10-4 См;

А-параметры четырехполюсника:

Aк = ch ( jβlк1) = cos(βl1к) =0,99875; Bк = Z1 sh ( jβ l1к) = j14,99375 Ом;