Реферат чтение и анализ принципиальных схем и электроснабжения предприятий

Обновлено: 02.07.2024

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без электричества. Оно уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и быт людей. Основное достоинство электрической энергии — относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

Содержание

2. Электроснабжение предприятий.

3. Категории электроприемников по степени надежности

4.Особенности схемы внутреннего и внешнего электроснабжения

Работа содержит 1 файл

Введение.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

«КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

2. Электроснабжение предприятий.

3. Категории электроприемников по степени надежности

4.Особенности схемы внутреннего и внешнего электроснабжения

Потребление энергии в России (тепловой и электрической) сейчас составляет около I млрд. т условного топлива (ТУТ) в год. Из них не возобновляемые источники (нефть, газ и пр.) дают 97,9 %. При переработке топлива образуются окислы вредных веществ (N0, СО, СН), нанося невосполнимый ущерб окружающей среде. Однако, несмотря на это, около 15 % населения и 70 % территории страны испытывают недостаток в электрической и тепловой энергии. Проведенные исследования энерго- и ресурсосбережения показывают, что нетрадиционные возобновляемые источники энергии могут обеспечить всю потребность в энергоснабжении страны. Потенциал нетрадиционной энергетики очень перспективен:

ветроэнергетика — 2,0 млрд. ТУТ в год;

солнечная энергетика — 2,3 млрд. ТУТ в год;

малая гидроэнергетика — 125 млн. ТУТ в год;

низкопотенциальное тепло — 105 млн. ТУТ в год.

Современный город представляет собой сложный комплекс различных потребителей электрической энергии. Основная ее часть потребляется промышленностью (около 70%).

В последние годы область применения электроэнергии для коммунально-бытовых нужд, составляющая в среднем 20 % от общего потребления, заметно расширилась. В зависимости от величины города, климатических условий, уровня развития в нем промышленности и многих других факторов доля коммунально-бытовой нагрузки и удельное электропотребление (на одного жителя или на 1 м2 жилой площади) могут меняться в широких пределах.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

по производству электроэнергии — электрические станции; по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии — электрические сети и подстанции;

по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах — приемники электроэнергии.

Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и др.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуются в электрическую энергию.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие электрические станции разделяют на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные и др.

Приемником электроэнергии называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, световую энергию, энергию электростатического и электромагнитного полей По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов:

электротермические установки; электрохимические установки;

установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры;

устройства искровой обработки, контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.).

Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др.

Совокупность электроприемннков производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электролитания, называется электропотреЗителем. Совокупность электрических станции, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой. Единая энергетическая система (ЕЭС) объединяет энергетические системы отдельных районов, соединяя их линиями электропередачи. Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называют электроэнергетической системой.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, которые соединены линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.

Электрическая сеть объекта электроснабжения, называемая системой электроснабжения объекта, является продолжением электрической системы. Система электроснабжения объекта объединяет понижающие и преобразовательные подстанции, распределительные пункты, электроприемники и ЛЭП.

Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции — электроустановке, состоящей из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств. Распределение поступающей электроэнергии без ее преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях (РП).

Электрические сети подразделяются по следующим признакам.

Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ — низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ — высоковольтными, или высокого напряжения (ВН).

Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трехфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом электроэнергия может трансформироваться. При большом числе однофазных приемников от трехфазных сетей делают однофазные ответвления. Принятая частота переменного тока в ЕЭС России равна 50 Гц.

Конструктивное выполнение сетей. Линии могут быть воздушными, кабельными и токопроводами. Подстанции могут быть открытыми и закрытыми.

Примерная схема относительно простой электроэнергетической системы приведена на рис. 1. Здесь электрическая энергия, вырабатываемая на двух электростанциях различных типов — тепловой электростанции (ГЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) — подводится к потребителям, удаленным друг от друга. Для того чтобы передать электроэнергию на расстояние, ее предварительно преобразовывают, повышая напряжения трансформаторами. У мест потребления электроэнергии напряжение понижают до нужной величины. Из схемы можно понять, что электроэнергия передается по воздушным линиям. Схема представлена в однолинейном изображении.

В действительности элементы системы, работающие на переменном токе, имеют трехфазное исполнение. Однако для выявления структуры системы и анализа ее работы нет необходимости в ее трехфазном изображении, вполне достаточно однолинейного.

Рис. 1. Схема электрической системы

Электрическое оборудование, применяемое в электрических системах, характеризуется номинальным напряжением. При номинальном напряжении электроустановки работают в нормальном и экономичном режимах. Номинальное напряжение сети совпадает с номинальным напряжением ее приемников. Первичные обмотки трансформаторов (независимо от того, повышающие они или понижающие) играют роль потребителей электроэнергии, поэтому их номинальное напряжение принимают равным номинальному напряжению электроприемников.

Генераторы электрических станций и вторичные обмотки трансформаторов находятся в начале питаемой ими сети, поэтому их напряжения должны быть выше номинального напряжения приемников на величину потерь напряжения в сети. Обычно принимают номинальное напряжение вторичных обмоток трансформатора на 5 или 10 % выше номинального для электроприемников и сети.

ЛЭП, предназначенные для распределения электроэнергии между отдельными потребителями в некотором районе и для связи энергосистем, могут выполняться как на большие, так и на малые расстояния и служить для передачи мощностей различных величин. Для дальних передач большое значение имеет пропускная способность, т.е. наибольшая мощность, которую можно передавать по ЛЭП с учетом всех ограничивающих факторов.

Для воздушных ЛЭП переменного тока можно приближенно считать, что максимальная мощность, которую они могут передать, примерно пропорциональна квадрату напряжения и обратно пропорциональна длине передачи. Стоимость сооружения можно принять пропорциональной величине напряжения. Поэтому в развитии передач электроэнергии на расстояние наблюдается тенденция к увеличению напряжения как главного средства увеличения пропускной способности. Со времени создания первых ЛЭП напряжение повышалось в 1,5 —2 раза примерно каждые 15. 20 лет. Рост напряжения давал возможность увеличивать протяженности ЛЭП и передаваемые мощности.

Структура потребителей и понятие о графиках их электрических нагрузок.

В зависимости от выполняемых функций, возможностей обеспечения схемы питания от энергосистемы, величины и режимов потребления электроэнергии и мощности, особенностей правил пользования электроэнергией потребителей принято делить на следующие основные группы: промышленные и приравненные к ним, производственные, сельскохозяйственные, бытовые, общественно-коммунальные (учреждения, организации, предприятия торговли и общественного питания и др.).

К промышленным потребителям приравнены следующие предприятия: строительные, транспорта, шахты, рудники, карьеры, нефтяные, связи, коммунального хозяйства и бытового обслуживания. Промышленные потребители являются наиболее энергоемкой группой потребителей электрической энергии.

Каждая из групп потребителей имеет определенный режим работы. Например, электрическая нагрузка от коммунально-бытовых потребителей с преимущественно осветительной нагрузкой отличается большой неравномерностью в различное время суток. Днем нагрузка небольшая, к вечеру она становится максимальной, ночью резко падает и к утру вновь возрастает. Электрическая нагрузка промышленных предприятий более равномерна в течение дня и зависит от вида производства, режима рабочего дня и числа смен.

Наглядное представление о характере изменения электрических нагрузок во времени дают графики нагрузок. По продолжительности они могут быть суточными и годовыми. Если откладывать по оси абсцисс часы суток, а по оси ординат потребляемую в каждый момент времени мощность в процентах от максимального значения, то получим суточный график нагрузки.

Категории электроприемников по степени надежности

Надежность электроснабжения городских потребителей.

Под надежностью электроснабжения понимается способность системы электроснабжения обеспечивать электроприемники объекта бесперебойным питанием электроэнергией при регламентированном напряжении. Надежность питания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных групп электроприемников, а также от надежной работы отдельных элементов системы электроснабжения (линий, трансформаторов, электрических аппаратов и др.).

Не все электроприемники требуют одинаковой надежности электроснабжения. Например, электроснабжение электродвигателей пожарных насосов, дымоудаления и аварийного освещения лестничных клеток жилого многоэтажного дома должно быть более надежным, чем освещения квартир. Для некоторых электроприемников перерывы в электроснабжении недопустимы даже на сравнительно короткий срок, в то время как электроприемники других групп потребителей без ущерба для производства и опасности для жизни людей допускают перерывы.

В соответствии с ПУЭ все электроприемники по требуемой надежности электроснабжения разделяют на три категории.

К 1-й категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Примером электроприемников этой категории в промышленных установках могут быть электроприемники насосных станций противопожарных установок, системы вентиляции в химически опасных цехах, водоотливных и подъемных установок в шахтах и т. п. В городских сетях к 1 -и категории относят канализационные и водопроводные станции, АТС, радио и телевидение, а также лифтовые установки высотных зданий.

Рассмотрим принцип действия по электрической принципиальной схеме.

Основной элемент- микроконтроллер PIC12F629 (DD1), работающий по программе. Измерение частоты осуществляется посредством подсчета числа импульсов за фиксированный временной интервал. Используются два интервала – 0,1 с. и 1с. В первом случае для получения частоты число импульсов умножается на 10, во втором – значения числа импульсов и частоты совпадают. Микроконтроллер содержит два таймера- счетчика (TMR0 и TMR1), первый из которых используется для счета импульсов, а второй - для отсчета временных интервалов. Благодаря встроенному асинхронному восьмиразрядному предделителю максимальная измеряемая частота сверху ограничена только скоростью работы его триггеров и не зависит от тактовой частоты микроконтроллера.

Усилитель входного сигнала собран на транзисторе VT1, с коллектора которого импульсный сигнал поступает на вход T0CKI (вывод5), микроконтроллера DD1. Для отображения информации применен цифровой индикатор HT1610 (HG1) со встроенный контроллером. При работе в режиме ведомого вход НК индикатора HG1 соединяют с общим проводом, а данные передаются последовательно 4-битными посылками по линиям D1 и CLK. Ограниченное число линий ввода- вывода микроконтроллера DD1 не позволяет выделить две из них для реализации штатного режима передачи данных, поэтому данные и синхроимпульсы приходиться передавать с выхода GP0 микроконтроллера DD1 через резистивные делители. На вход CLK индикатора HG1 импульсы поступают через делитель R7R9, а на вход DI- через интегрирующий делитель R6R8C8. Для передачи низкого логического уровня (логического 0) на выходе GP0 микроконтроллера DD1 формируется импульс напряжения длительностью 5 мкс. При этом конденсатор С8 зарядиться не успевает, и по спаду импульса на входе DI в индикатор HG1 запишется логический 0. Для передачи логической 1 длительность импульса намного больше постоянной времени цепи R6R8C8, и конденсатор С8 успевает зарядиться до высокого логического уровня, поэтому будет записана логическая 1. Пауза между импульсами также должна быть более постоянной времени цепи R6R8C8, чтобы конденсатор С8 успел разрядиться.

5. Печатная плата

При конструировании печатных плат используются четыре главных критерия выбора: габаритный критерий, критерий плотности рисунка и толщины проводящего слоя, критерий числа слоев, критерий материала основания.

С целью повысить безотказность печатных узлов при температурных воздействиях произведено ограничение габаритных размеров печатной платы. Преимущества малых печатных плат перед большими проявляются в ослаблении отрицательного влияния таких явлений, как коробление, ухудшенный теплообмен в центре платы, пониженная ремонтопригодность.

Печатные в зависимости от размера элементов печатного монтажа делятся на пять классов. Платы четвертого класса обеспечивают самую высокую плотность монтажа. Их следует применять только в отдельных, технически обоснованных случаях. Плотность монтажа по классу 3 следует применять только на платах с размерами до 240х240мм, плотность по классу 4 с размерами до 170х170мм.

По конструкции ПП подразделяют на однослойные и многослойные (МПП). Однослойные ПП всегда имеют один изоляционный слой, на котором находятся печатные проводники.

Многослойная ПП состоит из нескольких печатных слоев, изолированных склеивающими прокладками.

Допустимое рабочее напряжение между двумя расположенными рядом проводниками зависит от минимального зазора между ними.

Если печатные проводники расположены на одной стороне изоляционного основания, то такую плату называют односторонней (ОПП), если на двух сторонах, то двусторонней (ДПП).

Большинство деталей частотомера монтируются на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм. Размер печатной платы 36х46мм. Схемотехническое решение частотомера достаточно простое, поэтому можно применить одностороннюю ПП.

Листовой материал основания может быть в зависимости от поставленной перед конструктором задачи изоляционным полимерным, фольгированным полимерным или металлическим.

Для проводников и контактных площадок должны применяться материалы, обладающие малым сопротивлением и хорошим сцеплением с материалом подложки: электрическое сопротивление квадрата пленки проводящих слоев должно быть не более 0,03 Ом.

Наибольшее распространение в практике получила толщина 1,0мм и 2мм, которая допускает получение металлизированных отверстий в основании соответственно 0,32 и 0,48мм (минимальный допустимый диаметр).

Влага является вторым после температуры климатическим фактором, воздействующим на печатный узел и приводящим к отказам. Для защиты ПП от влаги рекомендуется покрыть ее лаком после сборки, что создаст барьер воздействию влаги и загрязнений, предохранит тонкие печатные проводники от разрушающих царапин, полезно повлияет на резонансные механические свойства ПП как упругой пластины, а также защитное покрытие повысит собственную емкость на 20-30%.

Для влагозащитного покрытия лучше использовать лак без растворителя, так как он должен наноситься дважды с промежуточной сушкой, чтобы перекрыть поры, что удваивает трудоемкость влагозащиты печатного узла, т.е. снижает технологичность.

Для нашей ПП используем лак УР-967, так как он обеспечивает высокую адгезию и эластичность (большое относительное удлинение) пленки после нанесения.

По ГОСТ 23741-79 выбираем первый класс (класс А) плотности рисунка печатной платы. Для данного класса плотности имеем:

Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.

Екатерина Довольная домохозяйка

Объект: . Квартира

Площадь: . 58 м.кв

Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.

Галина Руководитель отдела ООО "Улыбка"

Объект: . Дом

Площадь: . 680 м.кв

Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.

Антон Менеджер по продажам

Объект: . Дом

Площадь: . 280 м.кв

С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.

Анна Домохозяйка

Объект: . Квартира

Площадь: . 156 м.кв

Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.

Юлия Юлия

Объект: . Дом

Площадь: . 64 м.кв

Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.

Vladimir Собственник

Объект: . Квартира

Площадь: . 68 м.кв

После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.

Елена Клиент

Объект: . Дом

Площадь: . 98 м.кв

Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.

Дарья Домохозяйка

Объект: . Квартира

Площадь: . 64 м.кв

Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.

Светлана Стоматолог

Объект: . Стоматология

Площадь: . 54 м.кв

Решила открыть частную стоматологию, о которой мечтала с детства. Взяла в аренду помещение, нужен был дизайн-проект, обратилась в Энерджи.

Статьи / Проектирование электрики / Принципиальная схема электроснабжения предприятия

Определение общих понятий принципиальной схемы электроснабжения

Принципиальная схема электроснабжения предприятия сильно отличается от схемы разводки электрики загородного дома. Изначально необходимо понимать основные отличительные характеристики принципиальной схемы от других схем электроснабжения (структурной схемы электроснабжения предприятия или же функциональной).

Принципиальная схема электроснабжения предприятия представляет собой графическое изображение, в котором все детали электротехнического устройства и порядок их соединения изображаются условными знаками (символизирующие эти детали) и линиями. Читая схему электроснабжения предприятия легко можно разобраться в цепях и принципах работы устройства (в нашем случае – в устройстве электроснабжения предприятия). В ней обозначается даже информация, при помощи каких элементов подключения заканчиваются входные и выходные цепи. По ГОСТу 2.701-2008 она определяется как схема, которая устанавливает группу соединений и их связь между собой, наиболее детально описывает, как работает устройство электроснабжения.

Особенности и основные критерии выбора принципиальной схемы предприятия

Появилось огромное количество предприятий с разными отраслевыми направлениями и непосредственно с присущими им условиями производства, которые обязательно нужно учесть при составлении проекта электроснабжения. Как следствие этого возникло огромное множество схем электроснабжения предприятий.

Пример проекта электроснабжения промпредприятия

Но, со временем, благодаря проведенному анализу определенной характерной схожести особенностей предприятий, специалисты по проектированию схем выявили возможность использования общего подхода в таких случаях и разработали принципиальные стандарты схематического изображения электрического снабжения предприятий.

Чтобы определиться с выбором схемы электроснабжения необходимо также определиться с выбором напряжения сети в наружном электроснабжении. Для этого прорабатываются разные варианты технического и экономического развития и производится их сравнение. Такие мероприятия необходимы для того, чтобы в дальнейшем не возникло ситуаций, которые приведут к материальным потерям предприятия. Также необходимо учесть тот факт, что в схеме должен быть отображен наилучший из возможных вариантов, удовлетворяющий еще и других потребителей того района, на котором расположено предприятие (города, села и т.п.).

В большинстве случаев, электроснабжение предприятий осуществляется от энергосистем. При этом, учитывая дальность расположения линий и какая установлена мощность приемников на предприятии, различают напряжении 110, 35, 10, 6 кВт в соединительных линиях.

Но бывает, что источником электроснабжения некоторых предприятий, которые используют очень большое количество тепла для разного рода производственных целей, выступает еще и собственная электростанция.

Общим критерием в проектировании схем выступает необходимость близкого размещения источников питания к электрическим установкам предприятия. Это необходимо для того, чтобы уменьшить количество связующих звеньев. Т.е. применяются глубокие вводы. Нужно учитывать и то, что напряжения, которые применяются для наружного электроснабжения находятся в непосредственной зависимости от напряжений, которыми обладают электрические устройства в районе, где находится предприятие.

Основные схемы распространения электроэнергии на предприятии

Чтобы определится с принципиальной схемой предприятия, необходимо выбрать напряжение, которое необходимо от распределительной сети. Выделим основные схемы распространения, а именно:

разделение электроэнергии между основной понижающей подстанцией 220-500/110 кВт и подстанциями глубоких вводов;
совмещение ГПП предприятия с подстанцией района;
подсоединение подстанции предприятия 110/10(6) кВт к сети с мощностью 110 кВт общей системы;
использование подстанций глубоких вводов 220/10(6) кВт, чтобы обеспечить большие предприятия.

Схематическое изображение электроснабжения предприятия торгового машиностроения, которая показана на рисунке выше, описывает, что поступление электроэнергии осуществляется от подстанции энергетической системы. Мощность трансформаторов, установленных на ней, составляет по 10000 кВт. Основное напряжение – 110 кВт и второстепенное составляет 35, 20 и 10 кВт. Общая мощность – 500 МВт. Расположена подстанция энергосистемы на расстоянии 12 км. от завода.

Большинство предприятий, в целях резервирования, принимают схему электроснабжения по двум радиальным линиям (ГПП с двумя трансформаторами связи). Линии, которые осуществляют питание, являются воздушными. При нормальной работе пропускная способность линий составляет не менее половины расчетных нагрузок предприятия. Но, конечно, для того, чтобы определиться с принципиальной схемой, необходимо также дополнительно выбрать пропускную способность. Т.к., если выйдет из строя одна, остальные линии смогли бы обеспечить питание приемников первой и второй категорий предприятия. Почему именно первой и второй категории? Все потому, что большая часть крупных предприятий имеют именно эти категории потребителей.

В современных схемах электрического снабжения предприятий очень часто применяются подстанции глубокого ввода (ПГВ). ПГВ имеют ряд положительных моментов, что делает схемы, в которых они применяются, наиболее прогрессивными.

Обобщив вышеизложенный материал, можно сделать вывод, что для выбора принципиальной схемы электроснабжения предприятия необходимо проанализировать следующие составляющие элементы необходимые для работы предприятия, а именно:

категории потребителя;
мощность, которую предприятие потребляет
где размещаются потребители на территории предприятия;
расположение и мощность источников электроэнергии.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

ГОСТ

Электрическая схема

Электрическая схема – это документ, который составлен из условных обозначений и изображений элементов объекта, действующих благодаря электрической энергии, и их взаимосвязей.

Электрические схемы делятся на:

Структурные электрические схемы. Данные схемы отображают основные составляющие и дают общее представление о работе электрического изделия.
Функциональные электрические схемы. Данные схемы отображают функциональные связи между элементами электрического изделия, раскрывая сущность и давая представление о его возможностях.
Принципиальные электрические схемы. Данные схемы отображают электромагнитные, магнитные и электрические связи составляющих изделия и их параметров.
Монтажные электрические схемы. Данные схемы отображают расположение составляющих электрического изделия снаружи и внутри объекта.
Кабельные планы. Данные схемы отображают марки и расположение электрических кабелей и проводов.
Топологические электрические схемы. Данные схемы отображают расположение компонентов электрического изделия.
Мнемонические электрические схемы. Данные схемы отображают реальное состояние положения коммутационной аппаратуры на изделии.

Коммутационная аппаратура – это аппаратура, которая используется для отключения и включения тока в нескольких или в одной электрической цепи.

Методы и способы анализа электрических схем

Все методы анализа электрических схем делятся на три группы:

Численные методы. Данные методы анализа основаны на приближенных способах решения дифференциальных и алгебраических уравнений. Преимуществом таких методов является возможность решения любой задачи по расчету схемы с высокой точностью, недостаток методов заключается в малой наглядности.
Графические методы. Данные методы анализа реализуются посредством геометрического построения, которое осуществляется на основе заданных параметров. Преимущества метода заключается в его наглядности и удовлетворительной точности.
Аналитические методы. Данные методы анализа основаны на том, что характеристика составляющей электрического изделия может быть выражено аналитической функцией. Недостаток методов - относительно низкая наглядность, а преимущество - получение общих расчетных зависимостей.

Готовые работы на аналогичную тему

Помимо того, на практике часто используются комбинированные методы, которые представляют собой совокупность двух и более методов разного вида.

При проектировании электрических объектов в настоящее время чаще всего используются следующие способы: метод ориентированных графов, метод контурных токов и узловых потенциалов, метод четырехполюсника, метод эквивалентных схем.

Способ эквивалентных схем чаще всего применяется при анализе усилительных схем. Данный способ основан на замене усилительного элемента электрической схемы эквивалентной схемой, которая состоит из двухполюсных пассивных составляющих и управляемых источников напряжения или тока. После этого задача анализа схемы заключается в анализе цепи с двухполюсными элементами при помощи метода контурных токов, уравнений Кирхгофа или узловых потенциалов. Благодаря методу эквивалентных схем можно получить выражения, которые в дальнейшем используются для расчета вторичных параметров схемы и исследования частотных зависимостей. Этот метод подходит для анализа простых схем, так как если его использовать для сложных, то расчеты становятся слишком объемными.

Метод четырехполюсника основан на представлении сложной усилительной электрической схемы (с двумя выходными и входными зажимами) в виде четырехполюсника, но при этом сам четырехполюсник заменяется более простыми соединениями. Основным преимуществом данного метода является то, что для его осуществления не требуется использование замещения эквивалентных схем. Основной недостаток метода заключается в необходимости регулярности соединения для его применения.

Используя обобщенные методы анализа электрических схем, можно получать матрично-векторные параметры электрической схемы. Необходимые вторичные параметры, напряжения и токи определяются посредством матрицы проводимости или сопротивления рассматриваемой схемы.

Метод ориентированных графов применяется с целью адекватного представления электрической схемы, обладающей определенной структурой. Сам ориентированный граф состоит из большого количества вершин и направленных ветвей. Процесс перехода от исходной схемы к ориентированному графу происходит на основе, основываясь на уравнениях составляющих схемы, а также зависимостей между напряжениями и токами. Необходимые функции исследуемой схемы получают посредством последовательного преобразования графа к эквивалентной ветви или при помощи формул передачи графа.

Читайте также: