Моделирование системы электроснабжения. Протопопов1. Расчетное задание 1 Моделирование системы электроснабжения

• Название: Расчетное задание 1 Моделирование системы электроснабжения
• Анкор: Моделирование системы электроснабжения
• Дата: 15.11.2021
• Размер: 104.33 Kb.
• Имя файла: Протопопов1.docx
• Тип: Документы; #272666

Расчетное задание №1

«Моделирование системы электроснабжения»

Вариант: 12

Практическое задание №1. Моделирование системы электроснабжения
Объект. Объект моделирования представляет собой систему электроснабжения двух двухквартирных домов. Структурная схема объекта представлена на рисунке 1. Источником электроснабжения является трансформатор 1, питающий электроэнергией дом 24. Дом 67 питается от дома 24 через электрический кабель 5. Требуется определить, как зависит электрическое напряжение на объектах 24 и 67 от уровня подключаемых ими нагрузок и сопротивления кабеля 5.



Рисунок 1 – Структурная схема объекта

Расчетная схема. Расчетной схемой математической модели (ММ) объекта является электрическая схема электроснабжения, представленная на рисунке 2, на которой показаны:

ЭДС и внутреннее сопротивление трансформатора ,

сопротивления электрических нагрузок квартир дома "24" ,

сопротивления электрического кабеля ,

сопротивления электрических нагрузок квартир дома "67" ,

токи в соответствующих элементах системы электроснабжения

Напряжения на входах домов "24" и "67" .



Рисунок 2. - Электрическая схема электроснабжения объекта
Задание. Для электрической цепи по рисунку 2 выполнить следующие расчеты и построения.

1. 
   Составить математическую модель. Сделать выводы о её математической классификации и прогнозы относительно возможного количества решений
   
2. 
   Найти выражения для токов .
   
3. 
   Найти выражения для напряжения между узлами "а" и "d" и "с" и "d" электрической цепи (напряжения на входах домов "24" и "67")
   
4. 
   Выполнить индивидуальное задание (по заданию преподавателя).
   
5. 
   Сделать выводы о свойствах системы электроснабжения.
   
6. 
   Оформить отчет по работе
   

Данные электрической цепи: Е=250В; R1=0,1Oм; R2=1Oм; R4=2Oм; R5=0,1Oм; R6=1,5Oм; R7=2Oм

Программная реализация модели. Программная реализация модели в среде Mapleприведена ниже.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

>restart:

>eq1:=E1=I1*R1+I2*R2; eq2:=0=I4*R4-I2*R2;eq3:=0=I5*R5+I6*R6-I4*R4;eq4:=0=I7*R7-I6*R6;eq5:=0=I1-I2-I3;eq6:=0=I3-I4-I5;eq7:=0=I5-I6-I7;# Вводимуравненияматематическоймодели














>s:=assign(solve({eq1,eq2,eq3,eq4,eq5,eq6,eq7},{I1,I2,I3,I4,I5,I6,I7})):# Получаемрешениядлятоков

>i1:=I1;i2:=I2;i3:=I3;i4:=I4;i5:=I5;i6:=I6;i7:=I7;# Выводим выражения для токов














>U:=R2*i2;U1:=R6*i6;# Формируем выражения для напряжений U и U1




>E1:=250:R1:=0.1:R2:=1.:R4:=2.:R5:=0.1:R6:=1.5:R7:=2:'U'=U;'U1'=U1;#Задаем данные электрической цепи. Выводим номинальные значения напряжений





>R2:='R2':plot([U,U1],R2=0..5, y=0..250,color=[black,black],linestyle=[1,7],axesfont=[TIMES,ROMAN,10]);#Строимграфикииндивидуальногозадания. U - сплошная линия, U1 - пунктир.



Рассчитаем проценты отклонений:

> (220-199.2861392)/220)*100;

>



> B=((220-178.4651993)/220)*100;



Требуемое значение отклонения не должно превышать 5%, следовательно значения не удовлетворяют требованиям.

Вывод: В первом опыте мы изменяли сопротивление R2. При R2=1, получили значения U=199.2861392; U1=178,4651993.Мы понимаем, что данное сопротивление не удовлетворяет ни для одного дома.

Из этого можно сделать вывод, что 1 опыт подходит нам больше чем опыт 2.

Индивидуальное задание.

Вариант 5

Дано:

Е=200В; R1=0,6 Oм; R2=3Oм; R4=2Oм; R5=0,2Oм; R6=3,5 Oм; R7=1 Oм; R5 от 0 до 1 Oм;

Найти:

U-?

U1-?


>restart:

> eq1:=E1=I1*R1+I2*R2; eq2:=0=I4*R4-I2*R2;eq3:=0=I5*R5+I6*R6-I4*R4;eq4:=0=I7*R7-I6*R6;eq5:=0=I1-I2-I3;eq6:=0=I3-I4-I5;eq7:=0=I5-I6-I7;#Вводимуравнения математической модели














>s:=assign(solve({eq1,eq2,eq3,eq4,eq5,eq6,eq7},{I1,I2,I3,I4,I5,I6,I7})):#Получаем решения для токов

>i1:=I1;i2:=I2;i3:=I3;i4:=I4;i5:=I5;i6:=I6;i7:=I7;#Выводим выражения для токов













>U:=R2*i2;U1:=R6*i6;# Формируем выражения для напряжений U и U1




>E1:=200:R1:=0.6:R2:=3.:R4:=2.:R5:=0.2:R6:=3.5:R7:=1:'U'=U;'U1'=U1;#Задаем данные электрической цепи. Выводим номинальные значения напряжений





>R5:='R5':plot([U,U1],R5=0..1, y=0..200,color=[black,black],linestyle=[1,7],axesfont=[TIMES,ROMAN,1]);#Строим графикииндивидуальногозадания. U - сплошнаялиния, U1 - пунктир.


_{Выводы по работе: мы провели исследование, в результате которого нами были исследованы напряжения} U, U1 при изменении сопротивления R5. При R5=0.2 , получили значения ,

_{Рассчитаем процент отклонения от нормы:}

> A=((220-94.62365591)/220)*100;

>



> B=((220-75.26881720)/220)*100;



Отклонения от нормы составляют 57% для U и 65% для U1.

Следовательно, мы понимаем что данное сопротивление не удовлетворяет необходимым требованиям ,данные значения напряжений находится далеко от пределов допустимой нормы, так как по ГОСТам напряжения может изменяться только на 5% от значения 220В, (от 209В до 231В). Поэтому при изменении сопротивления R5 мы не сможем достичь нужных результатов.