Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждения высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

(ОмГТУ)

Кафедра Электроснабжения промышленных предприятий

Варианты задания для выполнения домашнего задания по дисциплине: «Автоматизированные информационные системы управления»

(Выполнение ДЗ в программном комплексе MathCad)

Омск 2013

Содержание

Задача 1
Задача 2
Задача 3
Задача 4
Задача 5
Приложение

Задание 1: Цепь содержит шесть ветвей, в каждой из которых имеется по одному источнику ЭДС и резистору Рис. 1. В таблице 1 даны параметры всех элементов для различных вариантов. Составить и решить систему уравнений Кирхгофа. Рассчитать цепь методом контурных токов. Определить мощности, вырабатываемые всеми источниками и потребляемые нагрузкой, составьте баланс мощностей. При этом следует учесть, что если направление тока ЭДС и тока через источник противоположны, то источник работает в режиме потребителя, его мощность отрицательная. Для произвольного контура, содержащего не менее двух ЭДС построить векторную диаграмму.

Рисунок 1 – Электрическая цепь

Таблица 1 – Параметры элементов цепи

№	E1, В	E2, В	E3, В	E4, В	E5, В	E6, В	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R6, Ом
	-81		-44
		-24
	-33					-18
		-14	-32	-25
	-18				-18
		-51				-13
	-24		-12
		-11		-32
	-17				-35	-22
		-16	-26
	-71					-12
		-33		-16
	-11		-18
		-23				-26
	-91				-19
		-13	-74	-37
	-32					-18
		-15				-24
	-12		-87	-25
		-22

Задача 2: К источнику постоянной ЭДС Е и внутреннем сопротивлением r0 подключен реостат с сопротивлением R (Бегунок реостата перемещается от 1 до k), использующийся как делитель напряжения (Рис. 2). Напряжение с делителя подается на нагрузку Rn (Нагрузка изменяется от 1 до j). Определить при каком сопротивлении нагрузки и положении реостата на ней выделяется максимальная мощность? Изучить зависимости тока через источник, тока и напряжения на нагрузке от ее сопротивления и положения подвижного контакта реостата.

Рисунок 2 – Электрическая цепь

Таблица 2 – Параметры элементов цепи

№	E, В	R0, Ом	R (реостат), Ом	Rn, Ом	k	j
	-81
	-33
	-18
	-24
	-14
	-44
	-32
	-35

Задача 3: Цепь состоит из двух источников переменной ЭДС с равными частотами, к которым подключены несколько резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Определить комплексны потенциалов всех точек цепи, отложить их на комплексной плоскости, построить потенциальную диаграмму. (ЭДС задается в показательной форме записи)

Рисунок 3 – Электрическая цепь

Таблица 3 – Параметры элементов цепи

№	E1, В	φ˚	E2, В	φ˚	E5, В	f, Гц	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	С1х10^-6, Ф	С2х10^-6, Ф	L1, Гн	L1, Гн
	-81												0,14	0,021
			-25										0,18	0,014
	-33												0,21	0,031
													0,19	0,037
	-18				-18								0,27	0,013
													0,31	0,018
	-24		-12										0,13	0,015
													0,16	0,026
	-14				-35								0,17	0,033
													0,31	0,016
	-71												0,37	0,021
			-16										0,21	0,011
	-11												0,11	0,027
													0,27	0,031
	-91				-19								0,31	0,013
			-74										0,13	0,042
	-33												0,16	0,018
													0,22	0,021
	-23		-87										0,41	0,019
													0,14	0,027

Задача 4: Имеется четырехпроводная трехфазная цепь с несимметричной нагрузкой. Определить комплексы токов во всех ветвях и их модули, вычислить мощность. Построить векторную диаграмму.

Рисунок 4 – Электрическая цепь

E_A=220;

E_B=220*e^-j120;

E_C=220*e^j120.

Таблица 4 – Параметры элементов цепи

№	Хс, Ом	ХL, Ом	R0, Ом	R, Ом
	-11
	-25
	-25
	-31
	-27
	-27
	-12
	-12
	-19
	-18
	-15
	-16
	-47
	-11
	-17
	-74
	-23
	-19
	-87
	-13

Задача 5: Симметричная трехфазная цепь питается от трехфазного генератора с симметричной системой ЭДС, фазные обмотки которого соединены в звезду. В результате одного из указанных в таблице 5 повреждений линии, соединяющей генератор и нагрузку, в цепи возникает поперечный или продольный несимметричный участок (рисунок 5).

Рисунок 5 – Электрическая цепь

Методом симметричных составляющих определить фазные токи I_A, I_В, I_С и фазные напряжения U_A, U_В, U_С несимметричного участка и построить векторные диаграммы найденных фазных токов и напряжений и их симметричных составляющих.

Вид повреждения линии, схема соединения нагрузки, а также фазные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей для генератора, линии и нагрузки выбираются из Таблицы 5 по номеру студента в списке группы. Фазная ЭДС генератора Е_фг и сопротивление нейтрального провода Z_N выбираются из Таблицы 6 по номеру группы, который устанавливает преподаватель.

При выполнении задания составить трехфазную схему, в которой указать конкретные схему несимметричного участка и схему соединения приемника, соответствующие заданному варианту.

Таблица 5

№ вари­анта

Вид повреждения линии

Схема соеди­нения нагрузки

№ группы (табл. 6)

Генератор

Линия

Нагрузка

ZГ1, Ом

ZГ2, Ом

ZГ3, Ом

ZЛ1, Ом

ZЛ2, Ом

ZЛ3, Ом

ZН1, Ом

ZН2, Ом

ZН3, Ом

1.

обрыв фаз А и С

j44

j41

j31

5+j3

3+j2

1+j1

20+j10

30+j20

10+ j5

2.

к.з. фазы А на землю

j46

j43

j33

7+j3

5+j2

2+j1

30+j20

40+j30

15+j10

3.

к.з. фазы В на землю

j48

j45

j35

5+j5

3+j4

l+j3

40+j30

50+j40

20+j5

4.

к.з. фазы С на землю

j50

j47

j37

7+j6

5+j4

3+j3

50+j40

60+j50

25+j20

5.

к.з. фаз А и В на землю

j52

j49

j39

9+j6

7+j4

5+j3

40+j50

50+j60

20+j25

6.

к.з. фаз В и С на землю

j54

j51

j41

7+j8

5+j6

3+j5

30+j20

40+j30

15+j10

7.

к.з. фаз А и С на землю

j56

j53

j43

3+j3

2+j2

1+j1

20+j30

30+j40

10+j15

8.

к.з. фаз А и В

j58

j55

j45

4+j3

3+j2

2+j1

10+j20

20+j30

5+j10

9.

к.з. фаз В и С

j60

j57

j47

3+j4

2+j3

l+j2

60+j60

70+j80

10+j10

10.

к.з. фаз А и С

j62

j59

j49

6+j3

4+j2

3+j1

70+j70

90+j80

15+j15

11.

обрыв фазы А

j64

j61

j51

7+j3

5+j2

4+j1

25+j15

35+j25

15+j10

12.

обрыв фазы В

j66

j63

j53

6+j4

4+j3

3+j2

35+j25

45+j35

20+j15

13.

обрыв фазы С

j68

j65

j55

5+j3

3+j2

1+j1

45+j35

55+j45

25+j10

14.

к.з. фазы А на землю

j70

j67

j57

5+j3

3+j2

1+j1

40+j20

50+j30

25+j10

15.

к.з. фазы В на землю

j72

j69

j59

7+j3

5+j2

2+j1

20+j40

30+j50

10+j25

16.

к.з. фазы С на землю

j74

j71

j61

5+j5

3+j4

1+j3

20+j20

30+j30

15+j10

17.

к.з. фаз А и В на землю

j76

j73

j63

7+j6

5+j4

3+j3

60+j70

70+j90

10+j20

18.

к.з. фаз В и С на землю

j78

j75

j65

9+j6

7+j4

5+j3

80+j70

90+j80

25+j15

Таблица 6

	1 группа	2 группа	3 группа	4 группа	5 группа	6 группа	7 группа	8 группа	9 группа	10 группа
Eфг, В
ZN = RN, Ом

Приложение

Основные соотношения для симметричных составляющих и примерные векторные диаграммы

1) Однофазное короткое замыкание

2) Двухфазное короткое замыкание на землю

3) Двухфазное короткое замыкание

4) Обрыв одной фазы

5) Обрыв двух фаз (для схемы с заземленной нейтралью)

Дата добавления: 2015-09-29