курсовая эмс. Курсовая работа определение электромагнитной обстановки
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра ТЭВН  Курсовая работа «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ» Факультет: ФЭН Группа: ЭН2-73 Студент: Дылгыржапова А.Т. Вариант: 3 Преподаватель: Черненко Н.А. Отметка о защите: Новосибирск, 2021 Оглавление1.Анализ пассивных частотных фильтров 2 1.1 Задание 2 Анализ пассивных частотных фильтров1.1 ЗаданиеДля анализа задан тип, порядок и структура пассивного частотного фильтра с определенными номиналами его элементов и сопротивлений генератора ZQ и нагрузки ZS. Состав работы: 1. Объясните принцип работы частотных фильтров, области их применения. 2. Нарисуйте заданную схему фильтра и обозначьте на ней номиналы элементов. 3. Рассчитайте и постройте АЧХ фильтра в диапазоне частот 10 Гц..100 кГц. Масштаб по оси частот – логарифмический. 4. По графику АЧХ фильтра определите и укажите частоту среза, произведите расчет крутизны спада АЧХ в полосе подавления. 5. Определите частоты, на которых исходный синусоидальный сигнал будет ослаблен фильтром в 100 и 1000 раз. 6. Рассчитайте и постройте АЧХ при заданном изменении номиналов элементов фильтра - при заданном увеличении или уменьшении емкости С или индуктивности L. 7. Опишите влияние изменения номиналов элементов на характеристики фильтра. Таблица 1.1 - Исходные данные
1.2 Теоретические сведения об исследуемых фильтрах Частотный фильтр - это устройство, позволяющее выделить из состава сложного электрического сигнала, поданного на вход фильтра, желательные компоненты спектра Диапазон частот, в котором затухание колебаний не превышает некоторого заданного значения, называют полосой пропускания или полосой прозрачности фильтра. Остальная область частот образует полосу затухания, или полосу задерживания. Граничная частота, разделяющая области пропускания и задерживания называется частотой среза. В зависимости от полосы пропускания и задерживания электрические фильтры подразделяют на фильтры нижних частот (ФНЧ), фильтры верхних частот (ФВЧ), полосовые фильтры (ПФ) и заграждающие, или режекторные фильтры (ЗФ). Конструкция и принцип действия фильтра зависят от диапазона пропускаемых частот и требуемого вида АЧХ. Фильтры, состоящие только из элементов L, С и R, называются пассивными. В зависимости от количества примененных в фильтре пассивных реактивных элементов фильтры подразделяются на фильтры 1, 2, 3 и т.д порядков. Электрические фильтры широко применяются в различных радиоэлектронных устройствах (радиоприемниках, многоканальных системах проводной связи, автоматике, приборостроении и др.) для разделения электрических колебаний по частоте, а также для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. 1.3 Составление схемы фильтра Следует составить принципиальную схему фильтра и отметить на ней номиналы ее элементов. Общее правило при составлении схемы фильтра – в ФНЧ индуктивности включены последовательно с сигналом, емкости – на землю. В качестве сопротивления генератора и нагрузки используются чисто активные сопротивления. Для анализа и выполнения расчетов представим фильтр в виде четырехполюсника.  Рисунок 1.1 – Представление фильтра в виде четырехполюсника  Рисунок 1.2 – Параметры четырехполюников, соответсвующие структура и порядок используемых в работе фильтров.  Рисунок 1.3 – Заданная схема четырехполюсника 1.4. Расчет фильтра при заданных значениях Покажем расчет фильтра для частоты 10 Гц, а расчет для остальных частот сведем в таблицу 1.2:  Рассчитаем сопротивления:    Для расчета коэффициента пропускания фильтра необходимо рассчитать коэффициенты четырехполюсника:       Определим коэффициент пропускания фильтра по формуле (8):    Таблица 1.2 – Расчетные значения для различных значений частоты
По рассчитанным значениям коэффициента пропускания построим амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) с логарифмическим масштабом по оси частот. По графику определим частоту среза. Она определяется при отклонении АЧХ на 3дБ от максимального значения пропускания фильтра.  Рисунок 1.2 – Амплитудно-частотная характеристика заданного пассивного фильтра в диапазоне 10 Гц…100 кГц fср = 3000 Гц Крутизна спада АЧХ определяется на линейном участке АЧХ в полосе подавления в децибелах (дБ) при двойном изменении частоты (одна октава): По рисунку 1.4 видно, что коэффициент передачи, равный -3дБ, достигается при частоте 3 кГц. Для оценки крутизны среза в полосе подавления ФНЧ, найдем удвоенную частоту среза: 2·fср = 2·3000 = 6000 Гц. Этой частоте соответствует коэффициент ослабления -18 дБ, следовательно, крутизна спада в полосе подавления равна -18 дБ/октаву. Определим частоты, на которых исходный синусоидальный сигнал будет ослаблен в 100 и в 1000 раз.   Ослабление сигнала напряжения в 100 раз соответствует уровню -40 дБ, а в 1000 раз – уровню -60 дБ. По АЧХ видно, что уровню -40 дБ соответствует частота 13,93 кГц, а уровню -60 дБ – частота 30 кГц. 1.5 Расчет фильтра при изменении номинала Проведем перерасчет сопротивления при изменении номинала емкости 0,1*C1  Т.к. расчеты аналогичны пункту 1.4 то данные сведем в таблицу 3: Таблица 1.3 – Расчетные значения для различных значений частоты
По рассчитанным значениям коэффициента пропускания построим амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) с логарифмическим масштабом по оси частот. По графику определим частоту среза. Она определяется при отклонении АЧХ на 3дБ от максимального значения пропускания фильтра.  Рисунок 1.5 – Амплитудно-частотная характеристика заданного пассивного фильтра в диапазоне 10 Гц…100 кГц при изменении номинала емкости fср = 2910 Гц Крутизна спада АЧХ определяется на линейном участке АЧХ в полосе подавления в децибелах (дБ) при двойном изменении частоты (одна октава): По рисунку 1.5 видно, что коэффициент передачи, равный -3дБ, достигается при частоте 2910 Гц. Для оценки крутизны среза в полосе подавления ФНЧ, найдем удвоенную частоту среза: 2·fср = 2·2910 = 5820 Гц. Этой частоте соответствует коэффициент ослабления -11,773 дБ, следовательно, крутизна спада в полосе подавления равна -11,773 дБ/октаву, что не соответсвует фильтру 3 порядка Определим частоты, на которых исходный синусоидальный сигнал будет ослаблен в 100 и в 1000 раз.   Ослабление сигнала напряжения в 100 раз соответствует уровню -40 дБ, а в 1000 раз – уровню -60 дБ. По АЧХ видно, что уровню -40 дБ соответствует частота 26,37 кГц, а уровню -60 дБ – частота 62,65 кГц. Построим АЧХ фильтров на одном графике и сделаем вывод.  Рисунок 1.6 – АЧХ фильтров без именений номинала и с изменением номинала Фильтр стал пропускать гораздо меньший диапазон частот и отсекать намного больший частотный спектр. Частота среза уменьшилась с 3 кГц до 2,91 Гц, а крутизна спада стала равна -11,73 дБ/октаву. Ослабление сигнала в 100 раз без изменения номинала емкости происходит на частоте 13,93 кГц, а ослабление в 100 раз с изменением номинала емкости– на частоте 26,37 кГц. Влияние ВЛ на смежные коммуникации 2.1 Задание Дан участок параллельного следования ВЛ и линии связи (ЛС). Линия связи полностью изолирована от земли, длина участка параллельного следования (сближения) задана. Габариты опор определяются по чертежу для соответствующего класса напряжения ВЛ. Грозотрос ВЛ при расчете не учитывать. Токи нагрузки и ток КЗ в аварийном режиме ВЛ заданы. Состав работы: 1. Объясните причины и последствия появления напряжения, наводимого на смежные коммуникации при емкостном и индуктивном влиянии ВЛ. 2. Рассчитайте напряжение, наводимое электрическим полем ВЛ на ЛС при изменении расстояния между осями ВЛ и ЛС от -100 м до 100 м. 3. Рассчитайте напряжение, наведенное магнитным полем ВЛ на ЛС при изменении расстояния между осями ВЛ и ЛС от -100 м до 100 м. 4. Расчет в каждом случае произведите для нормального и аварийного режима работы ВЛ. Для индуктивного влияния расчетный аварийный режим - однофазное КЗ на ближней к ЛС фазе, для емкостного влияния аварийный режим ВЛ – обесточивание (обрыв) двух дальних от ЛС фаз. Исходные данные: Таблица 2.1 – Исходные данные
 Рисунок 2.1 – Эскиз опоры П220-3 ВЛ 220 кВ Длина гирлянды lг = 2,4 м Высота подвеса фазного провода на опоре находится по формуле:
В точке 1:  В точке 2:  В точке 3:  Стрела провеса провода ВЛ fпр принимается равной 35% от высоты подвеса проводов на опоре.  Средняя высота провода над землей определяется по формуле:
Следовательно,  В точке 1:  В точке 2:  В точке 3:  2.2 Причины и последствия появления наведенного напряжения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, Гц
103
