Методичні поради до виконання завдання 2

Національний університет водного господарства та

Природокористування

Кафедра приладобудування, електротехніки та інформаційних

Технологій

Методичні вказівки

до виконання розрахунково-графічної роботи з навчальної дисципліни „Електротехніка в будівництві” для студентів денної форми навчання, які навчаються за напрямом 6.060101 „Будівництво”

Рекомендовано методичною

комісією за напрямом підготовки 6.060101 „Будівництво”

Протокол № … від..2013 р.

Рівне 2013

УДК

Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи з навчальної дисципліни „Електротехніка в будівництві” для студентів денної форми навчання, які навчаються за напрямом 6.060101 „Будівництво” Рівне, НУВГП, 2013, - 20 с.

Розробник: О.М.Франчук, кандидат технічних наук, доцент кафедри

Приладобудування, електротехніки та інформаційних технологій.

Відповідальний за випуск: В.В.Древецький, професор, зав. кафедри

Приладобудування, електротехніки та інформаційних технологій.

Загальні рекомендації

Вивчення навчального предмету „Електротехніка в будівництві” є складовою загальної інженерної підготовки, яка сприяє розумінню прогресивної ролі сучасних електротехнологій і електрообладнання в галузі будівельного виробництва і підвищенню професійної кваліфікації.

Самостійне виконання контрольної роботи є ефективним способом закріплення знань теоретичного курсу і одержання навичок практичного використання знань з електротехніки у виробничій діяльності майбутнього інженера. Якщо студент самостійно виконав контрольну роботу і захистив її, відробив і захистив лабораторні роботи, то складання заліку гарантоване.

Для успішного захисту контрольної роботи необхідно знати відповіді на запитання додатку 3.

Рекомендована література

1. Малинівський С.М. Загальна електротехніка. Львів, 2003 р.

2. Вартабелян В.А. Загальна електротехніка. Київ, 1986 р.

3. Конспект лекцій.

Завдання і методичні поради до контрольної роботи

Завдання 1

Згідно варіанту в заданій електричній схемі визначити:

- величину струму І, активну Р і повну S потужності кола;

- характер і величину додаткового реактивного елемента Х_д для одержання резонансу струмів і величини І, Р і S при резонансі струмів;

- величину додаткової ємності С_д у другій вітці для одержання явища резонансу напруг і спади напруг на цих елементах до і при резонансі;

- розрахувати і побудувати векторну діаграму струмів при відсутності резонансів струмів і напруг.

Варіанти рисунків схем і їх параметри вказані в табл.1, напруга живлення і частоти струму f в табл.2.

Таблиця 1

Пара-метри схеми	Варіант рис. схеми – остання цифра залікової книжки

R1, Ом						-		-		-
L1, Гн	-	-	-	0,15	-	0,25	-	-	-	-
С1, мкФ	-	-	-	-		-	-		-
R2, Ом
L2, Гн	0,1	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17	0,18	0,19
C2, мкФ
R3, Ом	-	-	-	-	-	-				-
L3, Гн	-	-	0,15	-	-	-	0,05	0,08	-	0,2
С3, мкФ	-		-	-	-	-	-	-	-	-

Таблиця 2

Напруга і частота	Варіант – передостання цифра залікової книжки

U, В
f, Гц

Методичні поради до виконання завдання 1

Для свідомого виконання цього завдання необхідно прочитати теоретичні відомості про електричні кола змінного струму , стор.151-178; , стор. 12-41, усвідомити, що в колах змінного струму мають місце резистивний, індуктивний і ємнісний опори, зрозуміти різницю методів аналізу електричних кіл з послідовним і паралельним з’єднанням резистивного, індуктивного і ємнісного опорів, звернути уваги на умови виникнення резонансів напруг і струмів. Після вивчення вказаного матеріалу можна виконувати завдання 1.

Для визначення І, Р, і S необхідно вирахувати повну у і активну g провідності кола. , , де - активна провідність і – тої вітки; , де - індуктивна провідність: , де - ємнісна провідність.

Тоді , , .

Щоб визначити характер і величину додаткового реактивного елемента Х_д, при якому в колі виникне резонанс струмів, потрібно визначити індуктивну і ємнісну провідності кола. Оскільки резонанс струмів має місце при умові b_L = b_C, то різниця між ними є величиною, з якої визначають значення і характер реактивного елемента Х_д - додаткові L_д або С_д. Якщо b_l > b_C то необхідно в додаткову вітку під’єднати ємність С_д такої величини, щоб виконувалась умова b_l= b_C+ b_Cд. Величину додаткової ємності визначають з умови резонансів струмів, тобто b_Cд = b_l - b_C=ω С_д. При b_l < b_C в додаткову вітку під’єднують індуктивність L_д, величину якої визначають з умови b_c= b_l+ b_lд.

Резонанс напруг у другій вітці виникне при умові . Якщо Х_L2> Х_C2 то для виникнення резонансу напруг потрібно збільшити ємнісний опір на Х _Cд щоб була рівність Х_L2= Х_C2 + Х_Cд. При Х_L2< Х_C2 потрібно зменшити ємнісний опір на Х_Cд для одержання рівності Х_L2= Х_C2 - Х_Cд. При цьому необхідно пам’ятати, що для збільшення ємнісного опору додатковий конденсатор під’єднують послідовно, з С₂, для зменшення – паралельно.

Для побудови векторної діаграми струмів необхідно вирахувати струми у вітках кола і кути зсуву фаз за формулами: , . Масштаб струму вибрати таким, щоб векторна діаграма займала більше половини формату А4.

Завдання 2

Трифазний споживач із симетричним активно-індуктивним навантаженням, з’єднаним „зіркою”, живиться від мережі 380 В. Величини активного R та індуктивного Х опорів фазного навантаження наведені в табл.3.

Вирахувати коефіцієнт потужності споживача і ємність конденсаторної батареї на одну фазу при з’єднанні конденсаторів „трикутником” для підвищення коефіцієнта потужності до заданого в табл. 4 значення . Для варіантів з парною останньою цифрою залікової книжки побудувати в масштабі спільну для споживача і конденсаторної батареї векторну діаграму, з якої визначити величину лінійного струму після компенсації.

Для варіантів із непарною останньою цифрою залікової книжки аналітично розрахувати лінійний струм споживача після ємнісної компенсації.

Таблиця 3

Перед- остан. цифра зал. кн.	Опори фази, Ом	Остання цифра номера залікової книжки

	R	9,2	9.6	10,2	10,5	11,2	11,5	12,2	12,5	13,2	13,5
X	5,5	5,8	6,2	6,4	6,6	7,0	7,3	7,6	7,8	8,2
	R		10,5		11,8	12,5		13,2	13,6
X	6,2	6,5	6,8	7,2	7,6	8,0	8,2	8,5	8,54	8,8
	R	9,4	9,7	11,2	9,5	10,5	11,2	11,4	12,0	12,0	12,5
X	5,76	6,07	6,32	5,83	6,38	6,88	7,0	7,37	7,56	7,75
	R	10,4	10,7	10,8	11,6	12,3	12,6	12,9	13,2	13,5	13,8
X	6,55	6,74	6,8	7,3	7,75	7,9	8,13	8,3	8,5	8,7
	R	11,4	11,7	11,9	12,5	13,1	13,6	13,9	14,2	14,6
X	8,06	7,48	7,6	8,0	8,38	8,7	8,89	9,0	9,34	9,6
	R	12,6	12,8	12,4	12,9	13,2	13,8	14,0	14,4	14,7	15,1
X	8,13	8,25	7,9	8,32	8,5	8,9	9,1	9,28	9,48	9,74
	R	13,5	13,7	13,9	14,4	14,6	14,8	15,2	15,4	15,6	15,8
X	8,9	9,1	9,17	9,5	9,6	9,76		10,16	10,2	10,4
	R	14,4	9,4	14,6	9,6	14,8	10,1	15,3	10,7	10,9
X	9,65	6,3	9,78	6,43	9,9	6,76	10,25	7,17	7,3	10,7
	R	14,8	15,3	9,9	13,7	10,1	14,3	14,9	14,7	10,2	15,7
X		10,4	6,73	9,3	6,8	9,72	10,1	9,9	6,9	10,67
	R		15,2	15,4	15,6	15,8	16,1	16,4	16,7		17,5
X	10,35	10,48	10,6	10,76	10,9		11,3	11,5	11,7

Таблиця 4

Остання циф. зал. кн.
	0,88	0,9	0,91	0,92	0,93	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96

Методичні поради до виконання завдання 2

Для виконання завдання обов’язково прочитайте розділ трифазні кола , стор. 221-224, 228-234; стор. 61-72.

Для рішення цього завдання необхідно, по-перше, нарисувати електричну схему, по-друге, оскільки навантаження симетричне, вирахувати повну S, активну Р і індуктивну потужності споживача до під’єднання компенсуючих конденсаторів і коефіцієнт потужності за формулами: , , , , де - фазна напруга, - лінійна напруга, і - активний і повний опори фази.

Після цього вирахувати ємність С (в мкФ) конденсаторної батареї на одну фазу при їх з’єднанні „трикутником” за формулою:

, мкФ

де і - реактивні потужності до і після компенсації; Р – активна потужність навантаження, кВт; U – лінійна напруга мережі живлення, В; і - кути зсуву фаз до і після компенсації і визначити струми фаз конденсаторної батареї , де - ємнісний опір однієї фази „трикутника”.

Визначити окремо лінійні струми навантаження, конденсаторної батареї і побудувати в масштабі спільну векторну діаграму струмів (рис.11) для однієї фази і переконатися в ефективності ємнісної компенсації індуктивної потужності. Для цього порівняти споживані навантаженням повні потужності до і після вмикання конденсаторів.

Загальний лінійний струм після компенсації дорівнює векторній сумі лінійних струмів „зірки” і „трикутника” . Для „трикутника” лінійний струм . Зразок такої векторної діаграми показаний на рис.10.

Рис.10. Спільна векторна діаграма.

Для аналітичного розрахунку струму після ємнісної компенсації необхідно скористатись тим, що вектор ємнісного струму розташований під кутом до вектора . З трикутника визначити катет , з трикутника цей же катет , отже, , звідки лінійний струм після компенсації .