дістемелік нұсқау

1.2 Әдістемелік нұсқау

Динамикалық жүктемесі бар үш фазалы электр тізбектерінің апаттық жағдайларын есептеу үшін компенсация теоремасын және симметриялы компоненттер әдісін қолданыңыз.

Симметриялы компоненттер әдісі үш фазалы тізбектерді есептеудің арнайы әдістеріне жатады жәнесимметриялық емес режимдерде талдауда кеңінен қолданылады,сонымен қатар динамикалық жүктемелерде. Бұл әдіс негізінде симметриялық емес жүйеде айнымалы өлшемдер(ЭҚК,токтар,кернеулер)үш симметриялы жүйенің қосындысы ретінде болған жағдайда симметриялы компоненттер деп аталады.

Егер симметриялық емес кернеу жүйесі симметриялық емес үш фазалы тізбекке қолданылса, онда токтардың симметриялы компоненттерінің әрқайсысы барлық тізбектердің кернеулерінің симметриялы компоненттеріне байланысты болады. Сондықтан, егер барлық бөлімдердегі үш фазалы тізбек симметриялы емес болса, қарастырылып отырған есептеу әдісі артықшылық бермейді. Іс жүзінде жүйе негізінен симметриялы, ал симметрия емес әдетте жергілікті сипатта болады. Бұл факт талдауды айтарлықтай жеңілдетеді.

Жоғары вольтты үш фазалы тізбектерде симметриялық емес режимдер әдетте апаттық жағдайда болады, көбінесе симметриялық емес қысқа тұйықталу (фазалар арасындағы қысқа тұйықталулар, бір немесе екі фазаның жерге қысқа тұйықталуы) - симметриялы еместің бұл түрі көлденең симметриялы емес деп аталады немесе сызықтың бір немесе екі сымы үзілгенде, бұл бойлық симметриялы емес болып табылады

Электр тізбегінің симметриялық емес бөлімі (мысалы, жер жүктемесінің фазаларының біреуінің қысқа тұйықталуы немесе желілік сымдардың біреуінің ашылуы) электр қозғаушы күштері бар эквивалентті үш фазалы

симметриялық емес көздеріне ауыстырылады. Бұл көз сәйкесінше алға, кері және нөлдік тізбектің үш симметриялы үш фазалы көздерінің қосындысы ретінде берілген. Түзу, кері және нөлдік тізбектердің токтары мен кернеулерін есептеу бөлек жүргізіледі, яғни қабаттасу әдісі қолданылады.Бұл әдістің айрықша ерекшелігі - әрбір жеке реттілік үшін үш фазалы тізбектегі симметриялы режим.

Мысал ретінде бір фазалы жерге тұйықталу ретінде жиі кездесетін апаттық жағдай режимін қолданып, көлденең симметрия емес кездесетін симметриялық емес режимді есептеуді қарастырайық.

Симметриялық динамикалық жүктеме симметриялық үш фазалы генераторға фазалық ЭҚК Eф қосылған (1.3сурет). Электр тізбегінде жерге тұйықталған фазалардың бірінде қысқаша тұйықталу болды (мысалы, C фазасы).

1.3сурет

Үш фазалық тізбектің симметриялық емес ережесін симметриялық құрастырушылар әдісімен есептеу үшін симметриялық емес жүктемені (мысалы, бір фазаның жерге қысқаша тұйықталуы) немесе жүйедегі симметриялы емес учаскені (мысалы, жүйенің бір сымының үзілуі) мәні есептеудің соңына дейін белгісіз болып тұратын кернеу көзімен ауыстыратын компенсация принципі қолданылады. Симметриялы емес жүктемені (1.3, сурет) белгісіз U_А, U_В, U_С кернеулері бар С фазасының жерге қысқа тұйықталуын қарастырамыз.Онда құрамында симметриялы ЭҚК-тері бар генератор немесе симметриялы емес кернеу көздері U_А, U_В, U_С бар үш фазалы симметриялы тізбек аламыз.А фазасын негізгі фаза деп алып, симметриялы емес кернеу жүйесі U_А, U_В, U_С-ны симметриялық құрастырушыларға U₁, U₂, U₀-ге жіктептура, кері және нөлдік реттіліктер үшін үш тәуелсіз сұлба құрамыз.Фазалық көбейткіштерa = е^+j120°, a² = e^–j120°.

(1.1)

Онда әр реттілік үшін симметриялы сұлба аламыз (1.4 сурет), симметриялы емес жүктемесі бар жерде тура, кері, нөлдік реттілікті үш симметриялы кернеулер көзінен тұартын жүйе пайда болады.

1.4 сурет

Симметриялы тізбекте қандай да болған реттіліктің кернеулердің симметриялық жүйесі токтардың сондай реттілікті симметриялы жүктемесін тудырады. Сондықтан, А фаза үшін әртүрлі реттіліктердегі тоқтармен кернеулердің үш бір фазалы схемаларды құруға болады (1.5, 1.6 және 1.7 суреттер).

1.5сурет 1.6сурет

Бейтарап сымдағы ZN кедергі тура және кері реттіліктердегі токтардың симметриялы құрастырушыларына әсер етпейді, сондықтан тура және кері реттіліктер суреттерде ZN болмайды.Нөлдік реттілікті суретте кедергісінің мәні үш есе көп алынады, себебі бейтарап сымдағы ток нөлдік реттіліктің тогының үш есе көп мәніне тең:

(1.2)

1.7сурет

Онан ары есептеу үшін, белгісіз кернеулері бар тармақтарға тиіспей, бөлек реттіліктердегі схемаларды жәй түрге түрлендіру орынды болады. Тура реттіліктегі схемада генератордың жєне симметриялы жуктеменің тармақтарын эквивалентті генератормен алмастырамыз, ол келесі теңдеумен анықталады :

мұндағы ; . (1.3)

Эквивалентті генератордың ішкі кедергісі:

(1.4)

Кері және нөлдік реттіліктердің сұлбаларында генератордың және жүктеменің тармақтарын біріктіреміз:

Тура, кері және нөлдік реттіліктегі түрленген сұлбалар 1.8, 1.9 және 1.10, суреттерде көрсетілген.

1.8сурет 1.9 сурет 1.10сурет

Егер динамикалық жүктеме нейтралмен оқшауланған болса, яғни нейтрал жермен байланыспаған болса онда нөлдік реттілік сұлбасында Z₀(Z₀ = ꝏ) кедергісі бар тармақ қатыспайды және сұлба тек тура реттілікті байланыста ғана болады Z_Г₀, Z_Л₀және 3Z_N, сәйкесінше Z_Э₀ = Z_Г₀ + Z_Л₀ + 3Z_N.

Әр сұлбалар үшін Кирхгофтың 2-ші заңы бойынша теңдеулер жазамыз:

(1.5)

Бұл үш теңдеуде алты елгісіздік бар: .

Бұл алты белгісіз мәндерді байланыстыратын қосымша үш теңдеуді берілген симметриялы емес схеманың негізінде құрады.

Біздің жағдайда симметриялы емес шарттың С фазасы жерге қысқаша тұйықталып кіреді, сондықтан симметриялы емес жүктеменің сұлбасының түрі 1.11 суретте көрсетілген.

1.11сурет

Осы сұлба үшін қосымша теңдеулерді құрамыз:

(1.6)

İ ,İ , симметриялы құрастырушыларға бөлгенде табамыз:

(1.7)

(1.5) және (1.7) теңдеулерді біріктіре отырып,алты жүйелі теңдеу аламыз құрамында алты белгісіздігімен:

(1.8)

1.8- шіжүйеніңшешуін көрсетейік. Төртінші теңдеуден бесінші теңдеуді алсақ шығады:

(1.9)

1+а+а²=0 болатынын біле отырып, сәйкесінше 1+а=-a²

(1.9) теңдікті төртінші теңдікке қоя отырып, келесі теңдеуді:

. (1.10)

Бірінші теңдеуді аға көбейтіп, екінші теңдеудіа²көбейтіп, алтыншы теңдеуді есепке ала отырып(1.8) жүйенің бастапқы үш теңдеуін қосамыз, нәтижесінде:

(1.9) және (1.10) ескере отырып алынған теңдеуден тура реттілікті құраушының тогын есептйміз:

. (1.11)

(1.8) жүйенің бастапқы үш теңдеуінен жерге қысқа тұйықталған орындағы симметриялы құрушы кернеулер есептеледі:

Тура, кері және нөлдік реттілікті сұлбалардағы (1.5, 1.6 және 1.7 суреттер) жүктеме мен генератордың токтарын есептейміз:

Егер динамикалық жүктеме оқшауланған нейтралмен болса, яғни жермен байланысы болмаса онда I_Н₀ = 0 тең болады.

Тура, кері және нөлдік реттілікті симметриялы құраушылардағы генератор қысқышындағы кернеулер (1.5, 1.6 және 1.7 суреттер):

Генератордың фазалық токтары:

Жүктеменің фазалық токтары:

Сфазасындағы қысқа тұйықталған ток:

А, Вжәне жер арасындағы фазалық токтар:

Генератор қысқышындағы фазалық кернеулер:

Қысқа тұйықталу орнындағы кернеу:

Генератор фазаларындағы активті қуат:

Барлық тізбектің активті қуаты:

Генератор фазаларындағы және барлық тізбектегі реактивті қуат:

Генератордың толық қуаты:

Мысал ретінде желінің бір фазасының үзіліуіндегі апатты режимді қарастырамыз, мысалы – көлденең симметриялы емес С фазасы

Симметриялы дианмикалық жүктеме фазалық Е_ф ЭҚК бар үшфазалы симметриялы генераторға қосылған. Генератордың шамалары Z_Г₁, Z_Г₂, Z_Г₀; жүктемелер мен желілер Z_Ж₁, Z_Ж₂, Z_Ж₀жәнеZ₁, Z₂, Z₀, сәйкесінше.

Үшфазалы тізбекте өткізгіштердің желілерінің біреуі үзілген (1.12 сурет). Симметриялы құраушылар әдісін пайдалана отырып, тізбектің барлық бөліктеріндегі токтар мен кернеулерді есептеу, активті, реактивті және генератордың толық қуаттарын анықтау

1.12cурет

Желінің симметриялы емес бөлігін, С желісінің үзілгендігін ескере отырып үш белгісіз кернеу көзіне , , ауыстырамыз ( 1.13 сурет).

1.13cурет

Бұл кернеулерді тура, кері және нөлдік реттіліктегі симметриялы құраушыларға жіктейміз, А фазасын негізгі фаза деп аламыз. Фазлық көбейткіштер :

А фазасы үшін тура, кері нөлдік реттіліктердің эквивалентті сұлбасын саламыз (1.14, 1.15 және 1.16 суреттер):

1.14cурет 1.15cурет 1.16cурет

Әр сұлба үшін Кирхгофтың II заңына теңдеу құрамыз

(1.13)

Сұлбаның симметриялы емес бөлігінің негізінде құрылатын қосымша үш теңдеу құрамыз, осы теңдеулердің алты белгісіздігін байланыстыратын. Біздің жағдайымызда көлденең симметриялы емес С желісінің үзілгендігін ескере отырып, келесідей жүйені аламыз:

симметриялы құраушыларға жіктей оытыр, келесі теңдеудіаламыз:

(1.15)

(1.13) және (1.15) біріктіріп, алты белгісіздігі бар алты теңдеулі жүйе аламыз:

(1.16)

(1.16) жүйенің шешімі С желісі үзілген орнындағы токтар мен кернеулердің симметриялы құраушыларын табуға мүмкіндік береді. Содан кейін симметриялы құраушылар арқылы генератордағы фазалыық кернеулер мен токтарды есептейді. Одан әрі жүктеменің фазалық кернеулерін, симметриялы құраушылар арқылы желінің фазалық кернеулерін және қуаттарын анықтайды.

2 № 2 ЕСЖ. Тұрақты токтың сызықты емес электр тізбегін есептеу

Жұмыстың мақсаты: тұрақты токтың сызықты емес электр тізбегін есептеп үйрену.

2.1 - 2.10 суреттерде сызықты емес электр тізбегінің нұсқаға сай сұлбалары берілген. Тармақтың сызықты кедергілерінің мәндері R₁ - R₃және ЭҚК, E₁ - E₃кернеу көздері 2.1 және 2.2 кестелерінде берілген.

Сызықты емес кедергінің вольтамперлі сипаттамасы аналитикалық түрде көрсетілген U(I) = b·I², 2.3 кестеде bкоэффициентінің мәні берілген.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 Следующая ⇒