 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Вопрос__________________________
|
|
При включении трансформатора в сеть толчком на полное напряжение в трансформаторе могут возникнуть весьма большие броски тока намагничивания, превышающие в десятки раз ток намагничивания (холостого хода) при нормальной работе.
Так как ток намагничивания в трансформаторе не превосходит нескольких процентов номинального тока трансформатора, то максимальные значения бросков токов намагничивания при включении трансформатора толчком превышают номинальный ток не более чем в 6 - 8 раз.
С точки зрения динамической устойчивости обмоток трансформатора указанные броски тока намагничивания для трансформатора безопасны, так как обмотка рассчитывается на большие кратности токов, имеющие место при коротких замыканиях за трансформатором. Защита же трансформатора отстраивается от упомянутых бросков тока намагничивания путем применения соответствующих устройств (насыщающихся промежуточных трансформаторов и др.).
При включении обмотки на полное напряжение в обмотке могут возникнуть перенапряжения вследствие неравномерного распределения напряжения по обмотке и возникновения переходных волновых процессов. Но указанные перенапряжения для обмоток трансформатора безопасны, так как изоляция их рассчитывается на более значительные атмосферные (грозовые) перенапряжения.
Поэтому включение всех трансформаторов в сеть толчком на полное напряжение является совершенно безопасным, оно производится без предварительного подогрева трансформатора вне зависимости от времени года и температуры масла трансформатора.
Указанное распространяется также на включение в сеть трансформатора после монтажа или капитального ремонта, так как опыт показал, что при включении толчком и наличии повреждения трансформатор своевременно отключается защитой и размеры повреждения при этом бывают не больше, чем при включении трансформатора путем медленного подъема напряжения с нуля, что вызывает значительные трудности в условиях эксплуатации, а зачастую невозможно.
Трансформаторы должны включаться толчком на полное напряжение со стороны питания, где должна быть установлена соответствующая защита.
Переходные процессы в трансформаторах и электрических машинах возникают при резком изменении режима их работы (подключение к сети, изменение нагрузки, короткое замыкание и т.д.)
Пусть магнитопровод трансформатора не насыщен и поэтому индуктивность L11 = const. Тогда возникающий при включении переходный процесс описывается уравнением:
(17-1)
Из курса ТОЭ известно, что при переходном процессе ток i 1 можно представить в виде суммы двух составляющих
i = i´ 1 + i´´2; (17-2)
из которых первая:
i´ 1 = I1m × sin(ωt + ψ - φo), (17-3)
где
(17-4) представляет собой установившийся режим, или вынужденный, синусоидальный ток, обусловленный действием приложенного напряжения u1, а вторая составляющая:
(17-5)
- так называемый свободный ток апериодического характера, не поддерживаемый внешним источником э.д.с. и затухающий поэтому до нуля с постоянной времени
Таким образом, свободный ток возникает тогда, когда установившийся ток в момент включения t = 0 не проходит через нуль и имеет некоторое конечное значение i´ 10. При этом начальное значение свободного тока 
, так что полный ток при t = 0 равен нулю (i 10 = 0) в соответствии с начальным условием включения
. 
Рис. 17-2. Ток включения в ненасыщенном трансформаторе.
При всех нарушениях режима цепи и наступлении в связи с этим переходного процесса возникает свободный апериодический ток, затухающий вследствие рассеяния энергии в активных сопротивлениях.
В реальном насыщенном трансформаторе L11 ≠ const; поэтому поток Ф можно представить в виде двух составляющих
Ф = Ф´ + Ф´´,
где Ф´ - мгновенное значение потока для установившегося режима и Ф´´ - мгновенное значение свободного потока.
В момент включения магнитопровод может иметь некоторый остаточный поток ± Фост остаточного намагничивания и поэтому Фмакс более, чем в два раза превышает нормальное значение потока, что приводит к сильному насыщению и возникновению весьма больших намагничивающих токов, толчки включения которых могут превышать в 100 ÷ 150 раз амплитуду установившегося тока холостого хода и соответственно в несколько раз амплитуду номинального тока. Такие толчки включения вызывают осложнения при конструировании и настройке защитных токовых реле, т.к. могут быть причиной ложных срабатываний этих реле при включении трансформатора на холостом ходу.
Рис.17-3. Изменение магнитного потока при неблагоприятном моменте включения трансформатора.
Рис. 17-4. Построение кривой тока включения.
При отсутствии насыщения максимальный ток включения Iмакс может превышать амплитудное значение установившегося тока холостого хода только в два раза.
______________________20 вопрос___________________
На рис. 12-23 а, показаны обмотки однофазного трансформатора, намотанные по левой винтовой линии и называемые поэтому левыми, причем у обоих обмоток начала А, а находятся сверху, а концы Х, х – снизу. Будем считать э.д.с. положительной, если она действует от конца обмотки к ее началу, а обмотки сцепляются с одним и тем же потоком. Вследствие этого э.д.с. этих обмоток в каждый момент времени действует в одинаковых направлениях. Поэтому э.д.с. ЕА и Еа совпадают по фазе.
Рис. 12.23. Группы соединения обмоток однофазного трансформатора.
Если же у одной из обмоток переменить начало и конец (рис. 12.23, б), то направление э.д.с., изменится на обратное, и э.д.с. ЕА и Еа будут иметь сдвиг на 180°. Такой же результат получится, если одну из обмоток выполнить «правой».Для обозначения сдвига фаз обмоток трансформатора векторы их линейных э.д.с. уподобляют стрелкам часового циферблата, причем вектор обмотки ВН принимают за минутную стрелку, направленную на цифру 12, а вектор э.д.с., обмотки НН принимают за часовую стрелку. Тогда на рис. 12.23,а часы будут показывать 0 или 12 часов, и такое соединение обмоток называют группой 0. На рис. 12.23, б часы будут показывать 6 ч, и такое соединение обмоток называют группой 6. В этих случаях соединения обозначаются I/I-0 и I/I-6. В России (СССР) стандартизованы и изготавливаются однофазные трансформаторы только с соединением I/I-0.
В трехфазном трансформаторе при соединениях обмоток и э.д.с. как показано на рис. 12.24, а звезды фазных э.д.с. и треугольники линейных э.д.с., будут иметь вид на рис. 12.24 б. При этом одноименные векторы линейных э.д.с. (ЕАВ, Еаb) направлены одинаково, т.е. совпадают по фазе. Поэтому схема соединений обозначается Y/Y-0.
Если на рис. 12.24 а, произвести перестановку фаз обмотки НН и разместить фазу «а» на среднем стержне, фазу «b» - на правом, а фазу «с» - на левом, то на векторной диаграмме НН (рис. 12-24, б) произойдет круговая перестановка фаз a, b, c по часовой стрелке. При этом получится группа соединений 4, а при обратной перестановке будет группа 8.
Р Рис. 12-24. Группа соединений Y/Y-0.
Рис. 12-24,г. Группа Y/Y – 4
Если переменить местами начала и концы обмоток, то получатся еще группы соединений 6, 10, 2. Таким образом, при соединении по схеме Y/Y возможно шесть групп соединений (0, 2, 4, 6, 8, 10), причем все они четные. Такие же группы соединений можно получить по схеме D/D.
При соединении обмоток по схеме Y/D(рис. 12-25,а) векторные диаграммы э.д.с. обмоток ВН и НН будут иметь вид на рис. 12-25,б. При этом одноименные линейные э.д.с., например, `ЕАВ и `Еab будут сдвинуты на 30° и расположатся на циферблате по рис. 12-25, b, это соединение обмоток обозначается Y/D-11.
При круговых перестановках фаз и при перемаркировке начал и концов одной из обмоток можно получить также другие нечетные группы 1, 3, 5, 7, 9. Большой разнобой в схемах и группах соединений трансформаторов нежелателен. Поэтому ГОСТ 11677-75 предусматривает изготовление трехфазных силовых трансформаторов со следующими группами: Y/Y0 – 0; D/Y0 – 11; Y/D - 11; Y0/D - 11, а также Y – зигзаг – 11.
Рис. 12-25. трехфазный трансформатор со схемой и группой соединений Y/D-11
.
Поэтому ГОСТ 11677-75 предусматривает изготовление трехфазных силовых трансформаторов со следующими группами: Y/Y0 – 0; D/Y0 – 11; Y/D - 11; Y0/D - 11, а также Y – зигзаг – 11.
________________21 вопрос____________________
Силовые трансформаторы служат для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем. Кроме того, имеются трансформаторы специального назначения: выпрямительные, сварочные, измерительные, и др. Параллельная работа трансформаторов допускается, если: группы соединения обмоток трансформаторов одинаковы; одинаковы напряжения как первичных, так и вторичных обмоток, т. е. коэффициенты трансформации равны или различаются не более чем на ± 0,5 %; напряжения КЗ отличаются не более чем на ± 10 %; Трансформаторы должны допускать параллельную работу в следующих сочетаниях: двухобмоточных между собой, трехобмоточных между собой на всех трех обмотках, а также двухобмоточных с трехобмоточными, если эксплуатирующей организацией предварительным расчетом установлено, что ни одна из обмоток параллельно соединенных трансформаторов не нагружается выше ее нагрузочной способности на тех ответвлениях и в тех режимах, в которых предусматривается параллельная работа. Разность вторичных напряжений вызывает прохождение уравнительных токов.
______________________22 вопрос______________________
Однофазные трансформаторы с расщепленной обмоткой
Однофазные трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения можно рассматривать как два независимых трансформатора, и все соотношения, выведенные выше для обычного двух обмоточного трансформатора, могут быть к ним применены. Трехфазные трансформаторы с одной расщепленной обмоткой имеют общую магнитную систему, и рассматривать их как два независимых трансформатора нельзя, так как такое допущение приводит к неточности в расчетах сопротивлений и токов короткого замыкания. Полное сопротивление между ветвями расщепленной обмотки имеет «повышенное значение, поэтому установка трансформаторов с расщепленном обмоткой позволяет ограничить токи короткого замыкания.
По сравнению с обычными трансформаторами трансформаторы с расщепленными обмотками несколько дороже, так как имеют повышенные расходы стали и обмоточной меди. Например, для класса напряжения 110 кв. трансформатор с расщепленной обмоткой имеет расходы стали выше на 4%v расходы обмоточной меди выше на 11%, а стоимость выше примерно на 6%. Однако, несмотря на это, применение трансформаторов с расщепленными обмотками является более экономичным способом ограничения токов короткого замыкания, чем установка сдвоенных или одинарных реакторов, использование нескольких трансформаторов мелких мощностей или трансформаторов с повышенным сопротивлением рассеяния, поэтому они и используются в качестве трансформаторов собственных нужд на мощных электростанциях.
Трансформаторы с расщепленными обмотками эксплуатируются в различных схемах. Трансформатор может работать одной из ветвей расщепленной обмотки при отключенной другой ветви, обе части расщепленной обмотки, если они выполнены на одно напряжение, могут быть электрически соединены между собой и работать параллельно.
Схема замещения трансформатора с расщепленной обмоткой низшего напряжения.
|
__________________23 вопрос________________
Автотрансформаторы. Принцип действия.
В обычных трансформаторах первичные и вторичные обмотки имеют только магнитную связь. В автотрансформаторах первичные и вторичные обмотки имеют магнитную и электрическую связь, что экономически выгодно. При этом первичная обмотка w 1 включена в сеть параллельно, а вторичная w 2 – последовательно.
Рис. 18-6. Схемы однофазных автотрансформаторов.
Ввиду электрической связи обмоток изоляция каждой из них относительно корпуса должна выдерживать напряжение сети Uвн.
На рисунке 18-6 (а) первичная обмотка включена в сеть низшего напряжения, а на рис. (б) – в сеть высшего напряжения. В обоих случаях напряжение вторичной обмотки U2 складывается с напряжением Uнн и, пренебрегая падением напряжения,
USH = UHH + U2.
Автотрансформатор может служить как для повышения, так и для понижения напряжения.
Применение автотрансформаторов тем выгоднее, чем коэффициент трансформации kтр ближе к единице 1. Обычно они используются при kтр ≤ 2,5. Они находят широкое применение для соединения высоковольтных сетей разных напряжений (110, 154, 220, 330, 500, кВ) энергетических систем.
Внутренняя, или расчетная, мощность автотрансформатора, передаваемая посредством магнитного поля из первичной обмотки во вторичную, как и в обычных трансформаторах, равна
Sp = E1I1 = E2I2.
Внешняя, или проходная, мощность автотрансформатора, передаваемая из одной сети в другую и равная
Sпр = UннIнн = UвнIвн,
больше Sp, так как часть мощности передается из одной сети в другую непосредственно электрическим путем.
В номинальном режиме проходная мощность является номинальной мощностью АТ (S = S 
), а трансформаторная мощность - типовой мощностью ( 
).
Размеры магнитопровода, а следовательно, его масса, определяются трансформаторной (типовой) мощностью, которая составляет лишь часть номинальной мощности:
(4.2)
где: 
коэффициент трансформации, выбирают 
;
коэффициент выгодности или коэффициент типовой мощности.
_______________________24 вопрос_____________________
Трехфазная схема выпрямления с нулевым выводом создает равномерную нагрузку на сеть трехфазного тока. Амплитуда пульсаций выпрямленного тока в этой схеме меньше, а частота пульсаций выше, чем в однофазной схеме, что облегчает конструкцию сглаживающих фильтров.
Применение трехфазной схемы с нулевым выводом выгодно при мощностях выпрямителя не более десятков киловатт. Трехфазная схема выпрямления с нулевым выводом создает равномерную нагрузку на сеть трехфазного тока, имеет большую частоту и меньшую амплитуду пульсаций выпрямленного тока, чем однофазные схемы, что упрощает конструкцию сглаживающих фильтров. Эти схемы наиболее экономично работают при мощностях, не превышающих десятков киловатт. Достоинствами шестифазной схемы с нулевым выводом являются пониженная нагрузка вентилей и конструктивное удобство их размещения. Схемы выпрямления двухполупериодная с нулевым выводом и мостовая двухполупериодная. В однофазных двухполупе р и о д н ы х схемах крайние выводы а и Ъ (рис. 224, а) относительно нулевого вывода 0 образуют двухфазную систему.
У однофазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора для зарядки аккумулятора (рис. 10.49) угол управления 0 а 90 (см. рис. 10.47), постоянные ЭДС К и ток / н / о аккумулятора направлены встречно, что соответствует пере-даче энергии из сети переменного тока в цепь постоянного тока.
У однофазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора для зарядки аккумулятора (рис. 10.49) угол управления 0 а 90 (см. рис. 10.47), постоянные ЭДС Е и ток / / о аккумулятора направлены встречно, что соответствует передаче энергии из сети переменного тока в цепь постоянного тока.
У однофазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора для зарядки аккумулятора (рис. 10.49) угол управления 0 о 90 (см. рис. 10.47), постоянные ЭДС Е и ток.
Нагрузкой трехфазного выпрямителя с нулевым выводом вторичной обмотки является аккумуляторная батарея.
У обмоток трансформаторов, имеющих нулевой вывод, измеряются фазные сопротивления, а у обмоток, не имеющих нулевого вывода - линейные сопротивления.
Для этого достаточно соединить в общий нулевой вывод средние точки вторичных обмоток. Вторичное фазовое напряжение при этом уменьшается рдвое.
В трехфазной мостовой схеме выпрямителя нулевой вывод вторичной обмотки трехфазного трансформатора не нужен, поэтому его вторичные обмотки могут быть соединены как звездой, так и треугольником или, если позволяют условия работы, трехфазный трансформатор может вообще отсутствовать.
________________________25 вопрос_______________________
Дата публикования: 2015-02-03; Прочитано: 579 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
