Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 0.82 Mb.
|
Методические указания к задаче 2 Для расчета электрической цепи синусоидального тока сначала по частоте  , Гц, определяют угловую частоту  , рад/с. Далее рассчитывают реактивные сопротивления индуктивностей  и емкостей  по следующим формулам: и  .Для определения показаний приборов: амперметра, вольтметра и ваттметра, указанных на схеме, необходимо рассчитать полное сопротивление  последовательной цепи синусоидального тока: ,где  – сумма всех активных сопротивлений цепи; – сумма всех индуктивных сопротивлений цепи; – сумма всех емкостных сопротивлений цепи.При расчете цепей синусоидального тока удобно пользоваться действующими значениями величин, поэтому действующее значение входного напряжения, изменяющегося по закону  ,  .Амперметр и вольтметр, включенные в цепь на рис. 2, измеряют действующие значения тока в цепи и напряжения на элементах, их показания определяют по закону Ома. Ваттметр, включенный так, как показано на рис. 2, измеряет активную мощность цепи  .Построение векторной диаграммы начинают с вектора тока  , так как он является общим для всех участков цепи, его откладывают в выбранном масштабе токов горизонтально. Рассчитывают по закону Ома напряжения на отдельных элементах схемы.За положительное направление вращения электрических векторов принято направление против движения часовой стрелки. Ток и напряжение на активном сопротивлении совпадают по фазе, ток через индуктивность отстает от напряжения на ней на 90  , ток через емкость опережает напряжение на ней на 90.Поэтому вектор напряжения на активном сопротивлении  направляют по вектору тока, вектор напряжения на индуктивности  направляют под углом +90° к вектору тока (вертикально вверх). Вектор напряжения на емкости  откладывают под углом –90° к вектору тока (вертикально вниз).Напряжение, подведенное к схеме, равно сумме напряжений на отдельных элементах, поэтому, сложив геометрически эти вектора, можно построить вектор напряжения на входе схемы  . Проверить построение векторной диаграммы можно по углу  между напряжением и током : .Если напряжение изменяется по закону , то закон изменения тока в цепи  (знак "+" – если ток опережает напряжение, знак "–" – если ток отстает от напряжения).Закон изменения напряжения между точками, к которым подключен вольтметр, можно определить по векторной диаграмме, если на ней отметить эти точки. Полная мощность источника, ВА,  . Активная мощность, Вт,  , реактивная мощность, вар,  (имеет знак "+" или "–"). Активная мощность приемников  , реактивная мощность приемников  . Полная мощность приемников  .Резонанс напряжений имеет место в последовательной цепи r, L, C в том случае, если общее реактивное сопротивление цепи равно нулю. З а д а ч а 3 Расчет трехфазных сетей Рассчитать сечение проводов или жил кабеля трехфазной четырехпроводной линии напряжением 380/220 В, питающей силовой распределительный щит стройплощадки. Вид линии (провода, проложенные открыто, или кабель), протяженность и материал проводов линии, способ прокладки кабеля (в воздухе или в земле), характер и мощность приемников электрической энергии приведены в табл. 3. Теоретический материал и примеры расчёта приведены в [4, 13]. Таблица 3
Примечание. В табл. 3 исходные данные разделены на две группы: А и Б. Номер варианта группы А выбирается по предпоследней цифре, а группы Б – по последней цифре учебного шифра студента. Методические указания к задаче 3 Сечение провода (жилы кабеля) в сетях до 1 кВ должно удовлетворять нескольким условиям:
По каждому из этих условий можно рассчитать сечение и выбрать наибольшее из полученных значений. 1. Расчет сечения жил кабеля и проводов линии по условию допустимого нагрева. При прохождении расчетного тока нагрузки по проводам линии они не должны перегреваться сверх допустимого значения. Выполнение этого условия позволяет увеличить срок службы изоляции проводов и выполнить требования пожарной безопасности. Сначала определяют расчетные суммарные активные  и реактивные мощности  всего строительного производства: , ,где  и  – суммарные активные нагрузки соответственно по всем силовым и осветительным потребителям (приемникам), кВт; и  – суммарные реактивные нагрузки соответственно по всем силовым и осветительным потребителям (приемникам), квар; – коэффициент разновременности максимумов нагрузки, который учитывает несовпадение во времени максимумов нагрузки различных типов силовых электропотребителей (обычно  ).Реактивную мощность каждого приемника можно определить по активной мощности и коэффициенту мощности (рис. 3) как  . Если  ; то  и  . Рис. 3 Затем находят полную расчетную мощность всех приемников  , кВА, .Расчетный ток заданного участка трехфазной сети определяется как  ,где  – номинальное линейное напряжение, В.При расчете по этой формуле обратите внимание на размерность входящих в нее величин. По таблице (приложение 1) выбирают стандартное сечение жилы, соответствующее ближайшему большему значению к рассчитанному току  .2. После этого линия с проводами, сечение которых выбрано по допустимому нагреву расчетным током, проверяется по потере напряжения. Работа приемников электрической энергии зависит от качества электрической энергии и, в частности, от величины подводимого к ним напряжения. ГОСТ 13109-97 устанавливает нормы качества электроэнергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения и определяет нормально допустимые отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии  от номинального напряжения электрической сети. Потерей напряжения  называется разность действующих значений напряжений в начале ( ) и в конце ( ) линии .Потери напряжения зависят от сечения проводов. Поэтому при расчете линии, выборе сечения проводов и жил кабеля необходимо учитывать допустимые потери напряжения. Рассмотрим линию, нагруженную на конце. На рис. 4, а показана принципиальная схема, а на рис. 4, б – схема замещения однофазной линии. Использованы следующие обозначения:  и  – напряжения в начале и в конце линии; и  – активное и индуктивное сопротивления линии; – активная мощность приемника; – коэффициент мощности приемника (потребителя) электрической энергии; – угол сдвига фаз между напряжением и током приемника. Рис. 4 На рис. 4, в приведена векторная диаграмма линии, нагруженной на приемник индуктивного характера. Угол между векторами и обычно достаточно мал. Поэтому без большей погрешности можно считать, что длина вектора равна длине проекции этого вектора на направление вектора . Тогда потеря напряжения, как это видно из векторной диаграммы, может быть определена из выражения: .Для трехфазной линии потеря линейного напряжения определяется как  .Расчет сетей значительно упрощается, если его проводят без учета индуктивного сопротивления проводов, тогда  или  ,где  – длина линии, км; – активное сопротивление 1 км провода линии, Ом/км.Величина приближенно равна , где  – удельное электрическое сопротивление материала провода,  (для меди  , для алюминия  ); – площадь поперечного сечения провода,  .Для практических расчетов удобнее использовать формулу, где потери напряжения выражены в процентах от номинального  , для трехфазной системы .Учитывая, что номинальная полная мощность трехфазного приемника  , получим  , а так как  , то .Здесь – номинальное линейное напряжение, В; – активная мощность приемника, кВт.По этой формуле можно определить потерю напряжения в линии, если известно сечение проводов. Если значение потери напряжения лежит в пределах допустимого, то выбранное сечение принимается. Если же потери напряжения выше нормально допустимого отклонения, то из таблицы (приложение 1) выбирается следующее большее стандартное сечение токопроводящей жилы и расчет  повторяется.3. Необходимая механическая прочность жил кабеля определяется механической нагрузкой на жилы и оболочки кабеля от собственного веса кабеля при его прокладке, протяжке и подвеске. Эти нагрузки учитываются при проектировании кабеля и в справочных таблицах ПУЭ приводятся сечения, удовлетворяющие требованиям механической прочности. Механическая прочность провода рассчитывается при проектировании воздушных линий. Сечение проводов воздушных линий выбирается в зависимости от собственной массы, а также от силы ветра и массы гололеда, возможных в данном географическом районе. При решении задачи 3 считается, что в таблицах (приложение 1) приведены сечения проводов, удовлетворяющие требованиям механической прочности. Приложение 1 Таблица | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, кВт
