Файл: Методические указания по изучению дисциплины для студентов заочной формы обучения и миппс специальности 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 50
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
. (3.12)
Суммарная нагрузка предприятия без учета потерь в линиях равна
, (3.13)
где
– число цехов предприятия;
– коэффициент разновременности максимумов,
= 0,9. (3.14)
Расчетная нагрузка предприятия с учетом потерь в линиях равна
, (3.15)
где
– соответственно активные и реактивные потери мощности в линиях, которые приближенно можно найти по формулам
; (3.16)
; (3.17)
Результаты расчета нагрузок, определенные по (3.15), сообщаются энергосистеме для определения экономически целесообразной мощности
, которая может быть передана предприятию в режимах наибольшей (
) и наименьшей (
) потребляемой нагрузки.
Для приближенной оценки величины используется формула
, (3.18)
где
– коэффициент, зависящий от напряжения сети и района страны.
принимаем = 0,26.
Для выбора трансформаторов ГПП и рационального напряжения схемы внешнего электроснабжения определяется расчетная мощность предприятия, учитывающая потери в трансформаторах ГПП и наличие на предприятии компенсирующих устройств. Мощность на вводе ЦРП равна:
, (3.19)
где
– потери реактивной мощности в трансформаторах ГПП, квар.
Для двухтрансформаторной ГПП они равны
. (3.20)
Тогда мощность на вводе ГПП равна:
. (3.21)
Для определения активных потерь в трансформаторах ГПП использовать формулу (3.8), только в качестве полной мощности подставить значение мощности на вводе ЦРП, определяемую по формуле (3.19). Мощность, полученная по формуле (3.21) используется для выбора линий, питающих ГПП.
3.2 Цепи постоянного тока
1. Номер схемы, приведенной в таблице А14, соответствует последней цифре зачетной книжки студента.
2. Числовые данные параметров схем приведены в таблице А15 и выбираются в соответствии с предпоследней цифрой зачетной книжки студента.
Уравнения по законам Кирхгофа
Определение токов методом контурных токов
3.3 Цепи переменного тока
1. Номер схемы, приведенной в таблице А16, соответствует предпоследней цифре зачетной книжки студента.
2. Числовые данные параметров схем приведены в таблице А17 и выбираются в соответствии с последней цифрой зачетной книжки студента.
3.4 Комплексный метод расчета
4 Задание на контрольную работу
4.1 Составление БД электротехнического оборудования и параметров объекта электроснабжения с помощью MS ACCESS.
В соответствии с вариантом задания, приведенном в приложении, выполнить следующие действия по разработке БД электротехнического оборудования и параметров объекта электроснабжения.
Вариант для предварительных расчетов задания выбирается из приложения А (рисунки А.1 – А.12) на основании последней цифры зачетной книжки. Если последняя цифра зачетной книжки является нулем, то выбирается вариант 10. Масштаб плана выбранного варианта предприятия приведен в таблице А.12 (для формата листа рисунка А4). Для формата А5, до которого уменьшен рисунок в методических указаниях, данный масштаб следует умножить на 1,44. Данные об электрических нагрузках цехов предприятия и коэффициенты спроса нагрузок этих цехов приведены в таблицах А.1 – А.10. Эти данные следует скорректировать в соответствии с вариантом.
1. Составить реляционную БД по типу иерархической структуры на основании данных, приведенных в таблицах (А.1-А.12) и расчетных данных по формулам (3.1-3.21).
2. Составить реляционную БД по типу сетевой структуры на основании данных, приведенных в таблицах (А.1-А.12) и расчетных данных по формулам (3.1-3.21).
3. Полученную БД, созданную по заданию п.п. 2 преобразовать в следующие последовательности нормальных форм:
3.1 первая нормальная форма (1NF);
3.2 вторая нормальная форма (2NF);
3.3 третья нормальная форма (3NF);
3.4 нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF);
3.5 четвертая нормальная форма (4NF);
3.6 пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5NF или PJ/NF)
Каждая БД и её модификация должна быть представлена в виде отдельного файла.
4.2 Определение расчетных величин и электротехнических параметров с помощью пакета программ MATLAB (MATrix LABoratory)
1. Рассчитать значение арифметических функций (Таблица А.13), задаваясь необходимыми значениями переменных самостоятельно. Номер формулы, приведенной в таблице А.13, соответствует последней цифре зачетной книжки студента.
2. Рассчитать электротехнические параметры схем со своими параметрами элементов (Таблица А.14-А.17).
3. Для выбранного варианта схемы составить в общем виде уравнения по первому и второму законам Кирхгофа, в соответствии с определенным количеством узлов у и ветвей в. Обозначаем узлы буквами или цифрами. Показать выбранные направления токов в ветвях. По первому закону Кирхгофа составляем к1 = у −1 независимых узловых уравнений. Положительными считаем токи, направленные от узлов. По второму закону Кирхгофа составляем к2 = в − к1 = в − у + 1 независимых контурных уравнений. Контуры выбираются произвольно, но так, чтобы в каждый новый контур входила хотя бы одна новая ветвь. Напряжение на сопротивлении считается положительным, если направление тока в нем совпадает с направлением обхода контура; ЭДС считается положительной, если она направлена по направлению обхода контура.
4. В соответствии с таблицами А.14-А17 и выбранными значениями номиналов элементов схемы определить токи в ветвях по методу контурных токов. Направление обхода контура и направление контурного тока желательно выбрать одинаково. Ток источника тока J можно считать одним из известных контурных токов, проходящим по любым элементам схемы, образующих замкнутый контур с этим источником. При этом падение напряжения от протекающего тока J учитывается в соответствии с общим правилом составления уравнений по методу контурных токов.
5. Для расчета цепей постоянного тока (Таблицы А.14-А.15) вариант выбрать по последней цифре зачетной книжки.
6. Для расчета переменного тока (Таблицы А.16-А.17) вариант выбрать по предпоследней цифре зачетной книжки. Результат расчета представить как в виде синусоидальных функций, так и в комплексном виде.
Суммарная нагрузка предприятия без учета потерь в линиях равна
, (3.13)где
– число цехов предприятия; – коэффициент разновременности максимумов, = 0,9. (3.14)Расчетная нагрузка предприятия с учетом потерь в линиях равна
, (3.15)где
– соответственно активные и реактивные потери мощности в линиях, которые приближенно можно найти по формулам ; (3.16) ; (3.17)Результаты расчета нагрузок, определенные по (3.15), сообщаются энергосистеме для определения экономически целесообразной мощности
, которая может быть передана предприятию в режимах наибольшей ( ) и наименьшей ( ) потребляемой нагрузки.Для приближенной оценки величины
используется формула , (3.18)где
– коэффициент, зависящий от напряжения сети и района страны.принимаем
= 0,26.Для выбора трансформаторов ГПП и рационального напряжения схемы внешнего электроснабжения определяется расчетная мощность предприятия, учитывающая потери в трансформаторах ГПП и наличие на предприятии компенсирующих устройств. Мощность на вводе ЦРП равна:
, (3.19)где
– потери реактивной мощности в трансформаторах ГПП, квар. Для двухтрансформаторной ГПП они равны
. (3.20)Тогда мощность на вводе ГПП равна:
. (3.21)Для определения активных потерь в трансформаторах ГПП использовать формулу (3.8), только в качестве полной мощности подставить значение мощности на вводе ЦРП, определяемую по формуле (3.19). Мощность, полученная по формуле (3.21) используется для выбора линий, питающих ГПП.
3.2 Цепи постоянного тока
1. Номер схемы, приведенной в таблице А14, соответствует последней цифре зачетной книжки студента.
2. Числовые данные параметров схем приведены в таблице А15 и выбираются в соответствии с предпоследней цифрой зачетной книжки студента.
| Рассмотрим в качестве примера расчет электрической цепи, схема которой приведена на рисунке 3.1.1 | |
 Рисунок 3.1.1 – Схема электрической цепи. | Параметры cхемы: R1=R4=5 Ом R2=R3=R6=4 Ом R5=3 Ом R7=6Ом Е1=42 В Е2=50 В Е3=40 В Е4=60 В Е5=Е7=20 В J=4 A |
| В схеме четыре узла (у = 4) и шесть ветвей, не содержащих источников тока (в = 6). Это ветви, состоящие из элементов: R1 и Е1, R2 и Е2, R3 и Е3, R4 и Е4, R5 и Е5, R6. В ветви с элементами R7 и E7 тока нет, так как она замыкается на ветвь с вольтметром, сопротивление которого теоретически считается бесконечно большим. Задачей расчета является определение неизвестных токов I1, I2, I3, I4, I5, и I6 . Нумерация узлов, произвольно выбранные положительные направления токов и обходов контуров показаны на рисунке 3.1.2. | |
Уравнения по законам Кирхгофа
 Рисунок 3.1.2 – Схема электрической цепи с расчетными контурами. | .По первому закону Кирхгофа составляем независимые узловые уравнения, число которых равно к1 = у – 1 = 4 –1= 3, для узлов 1, 2 и 3: –I 3 – I 5 – J + I 6= 0, –I 1 + I 2 – I 6= 0, –I 2 + I 4 + I 5 + J= 0. По второму закону Кирхгофа составляем к2 контурных уравнений (к2 = в – у + 1 = 6 – 4 +1 = 3). Для контуров I, II,III уравнения имеют вид: – R1 I1 + R3 I3 + R6 I6 = – E1 + E3, R1 I1 + R2 I2 + R4 I 4 = E1 + E2 – E4, – R3 I3 – R4 I4 + R5 I5 = – E3 + E4 + E5. |
Определение токов методом контурных токов
 Рисунок 3.1.3 – Схема электрической цепи с расчетными контурами. | Контуры и направления контурных токов в них показаны на схеме рисунке 3.1.3. Контур с известным контурным током J проведем по ветви с элементами R5, Е5. Система уравнений для контурных токов I11, I22 и I33 имеет вид: |
| (R1 + R3 + R6 )I11 – R1 I22 – R3 I33 = – E1 + E3 – R1 I11 + (R1 + R2 + R4) I22 – R4 I33 = E1 + E2 – E4 – R3 I11 – R4 I22 + (R3 + R4 + R5) I33 – R5 J = – E3 + E4 + E5 Подставив известные числовые значения, получим: 13 I11 – 5 I22 – 4 I33 = – 2 –5 I11 + 14 I22 – 5 I33 = 32 – 4 I11 – 5 I22 +12 I33 = 52 Откуда значения контурных токов: I11 = 5,7 А, I22 = 7,7 А, I33 = 9,45 А. Определим токи в ветвях: I1 = – I11 + I22 = 2 А , I2 = I22 = 7,7 А, I3 = I11 – I33 = –3,75 А, I4 = I22 – I33 = – 1,75 А, I5 = I33 – J = 5,45 А, I6 = I11 = 5,7 А. Если токи рассчитаны методом контурных токов, то первый закон Кирхгофа для всех узлов цепи выполняется автоматически. Чтобы убедиться в том, что токи найдены верно, проверим тождественность уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа для контуров I, II и III, подставив в них числовые значения: 5∙2+ 4(-3,75) +4∙5,7= -42+ 40 или -2,2≈-2 , 5∙2+ 4∙7,7 + 5(-1,75) = 42 + 50 - 60 или 32,05 ≈ 32 , -4 ∙ (-3,75) - 5∙ (-1,75) + 3∙5,45 = 40 + 60 + 20 или 40,1 ≈ 40 . |
3.3 Цепи переменного тока
1. Номер схемы, приведенной в таблице А16, соответствует предпоследней цифре зачетной книжки студента.
2. Числовые данные параметров схем приведены в таблице А17 и выбираются в соответствии с последней цифрой зачетной книжки студента.
 Рисунок 3.2.1 – Синусоидальное распределение тока и напряжения |
 |
 |
 |
 |
 |
    |
3.4 Комплексный метод расчета
 |
 |
  |
 Пример  |
  |
  |
4 Задание на контрольную работу
4.1 Составление БД электротехнического оборудования и параметров объекта электроснабжения с помощью MS ACCESS.
В соответствии с вариантом задания, приведенном в приложении, выполнить следующие действия по разработке БД электротехнического оборудования и параметров объекта электроснабжения.
Вариант для предварительных расчетов задания выбирается из приложения А (рисунки А.1 – А.12) на основании последней цифры зачетной книжки. Если последняя цифра зачетной книжки является нулем, то выбирается вариант 10. Масштаб плана выбранного варианта предприятия приведен в таблице А.12 (для формата листа рисунка А4). Для формата А5, до которого уменьшен рисунок в методических указаниях, данный масштаб следует умножить на 1,44. Данные об электрических нагрузках цехов предприятия и коэффициенты спроса нагрузок этих цехов приведены в таблицах А.1 – А.10. Эти данные следует скорректировать в соответствии с вариантом.
1. Составить реляционную БД по типу иерархической структуры на основании данных, приведенных в таблицах (А.1-А.12) и расчетных данных по формулам (3.1-3.21).
2. Составить реляционную БД по типу сетевой структуры на основании данных, приведенных в таблицах (А.1-А.12) и расчетных данных по формулам (3.1-3.21).
3. Полученную БД, созданную по заданию п.п. 2 преобразовать в следующие последовательности нормальных форм:
3.1 первая нормальная форма (1NF);
3.2 вторая нормальная форма (2NF);
3.3 третья нормальная форма (3NF);
3.4 нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF);
3.5 четвертая нормальная форма (4NF);
3.6 пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5NF или PJ/NF)
Каждая БД и её модификация должна быть представлена в виде отдельного файла.
4.2 Определение расчетных величин и электротехнических параметров с помощью пакета программ MATLAB (MATrix LABoratory)
1. Рассчитать значение арифметических функций (Таблица А.13), задаваясь необходимыми значениями переменных самостоятельно. Номер формулы, приведенной в таблице А.13, соответствует последней цифре зачетной книжки студента.
2. Рассчитать электротехнические параметры схем со своими параметрами элементов (Таблица А.14-А.17).
3. Для выбранного варианта схемы составить в общем виде уравнения по первому и второму законам Кирхгофа, в соответствии с определенным количеством узлов у и ветвей в. Обозначаем узлы буквами или цифрами. Показать выбранные направления токов в ветвях. По первому закону Кирхгофа составляем к1 = у −1 независимых узловых уравнений. Положительными считаем токи, направленные от узлов. По второму закону Кирхгофа составляем к2 = в − к1 = в − у + 1 независимых контурных уравнений. Контуры выбираются произвольно, но так, чтобы в каждый новый контур входила хотя бы одна новая ветвь. Напряжение на сопротивлении считается положительным, если направление тока в нем совпадает с направлением обхода контура; ЭДС считается положительной, если она направлена по направлению обхода контура.
4. В соответствии с таблицами А.14-А17 и выбранными значениями номиналов элементов схемы определить токи в ветвях по методу контурных токов. Направление обхода контура и направление контурного тока желательно выбрать одинаково. Ток источника тока J можно считать одним из известных контурных токов, проходящим по любым элементам схемы, образующих замкнутый контур с этим источником. При этом падение напряжения от протекающего тока J учитывается в соответствии с общим правилом составления уравнений по методу контурных токов.
5. Для расчета цепей постоянного тока (Таблицы А.14-А.15) вариант выбрать по последней цифре зачетной книжки.
6. Для расчета переменного тока (Таблицы А.16-А.17) вариант выбрать по предпоследней цифре зачетной книжки. Результат расчета представить как в виде синусоидальных функций, так и в комплексном виде.