Как изменится отношение линейных напряжений трехфазного трансформатора если его

Группа М-31 запись закреплена

Ребята ищем ответы по «Электрическим машинам и аппаратам» 2014 г.
Давайте хотя бы каждый сделает по 10 вопросов!
Пишем ответы сюда: http://vk.com/topic-61154609_30279438

«Электрические машины и аппараты»
Перечень экзаменационных вопросов:

1. Объясните принцип действия генератора переменного тока.
2. Чем определяется форма графика ЭДС синхронного генератора?
3. Каково назначение контактных колец и щеток в синхронном генераторе?
4. Объясните принцип действия асинхронного двигателя.
5. Может ли ротор асинхронного двигателя вращаться синхронно с вращаю¬щимся полем?
6. Какие функции выполняет обмотка статора в синхронном генераторе и в асинхронном двигателе?
7.Что такое скольжение асинхронной машины?
8.Каков диапазон изменения скольжения асинхронной машины в различных режимах ее работы?
9.С какой целью обмотку статора асинхронного генератора подключают к сети трехфазного тока?
10.Каким образом асинхронный двигатель можно перевести в режим электро¬магнитного торможения?
11.Объясните конструкцию короткозамкнутого и фазового роторов.
12.Трехфазный асинхронный двигатель предназначен для работы при напряже¬ниях сети 220/380 В. Как следует соединить обмотку статора этого двигателя при напряжении сети 220 В и как — при напряжении 380 В?
13.В чем сходство и в чем различие между асинхронным двигателем и трансформатором?
14.Почему с увеличением механической нагрузки на вал асинхронного двигате¬ля возрастает потребляемая из сети двигателем мощность?
15.Какие виды потерь имеют место в асинхронном двигателе?
16.Почему магнитные потери в сердечнике ротора не учитывают?
17.На какие виды потерь влияют величина воздушного зазора и толщина пла¬стин сердечника статора?
18.Почему при нагрузках двигателя меньше номинальной его cos φ1, имеет низ¬кие значения?
19. Каков принцип работы трансформатора?
20. Почему трансформаторы не работают от сети постоянного тока?
21. Из каких частей состоит активная часть трансформатора? Каковы их назначение и конструкция?
22. Каково назначение трансформаторного масла?
23. Как определить номинальные токи и номинальное вторичное напряжение трансформатора?
24. Почему с увеличением тока нагрузки трансформатора увеличивается ток в его первичной обмотке?
25. Что такое приведенный трансформатор?
26. Объясните порядок построения векторной диаграммы трансформатора.
27. При каких условиях и почему вторичное напряжение трансформатора становится больше ЭДС?
28. Чем объясняется несимметрия токов х.х. в трехфазном трансформаторе?
29. Как изменится отношение линейных напряжений трехфазного трансформатора, если его обмотки переключить со схемы ∆/Y на Y/∆?
30. Будет ли изменяться ток х.х. и как при увеличении или уменьшении сечения стержней магнитопровода?
31. На что расходуется активная мощность, потребляемая трансформатором при опытах х.х. и к.з.
32. Как опытным путем определить напряжение к.з. трансформатора?
33. К какой обмотке целесообразно подводить напряжение при опыте х.х., а к какой — при опыте к. з.? Объясните, почему.
34. Изменится ли основной магнитный поток и ток х.х., если трансформатор включить в сеть с частотой выше или ниже номинальной?
35. Объясните принцип регулирования напряжения под нагрузкой.
36. Каков порядок переключения контактов переключающего устройства при регулировании напряжения под нагрузкой?
37. Объясните назначение и принцип работы вольтдобавочного трансформатора.
38. Какие условия необходимо соблюдать при включении трансформаторов на параллельную работу?
39. Что такое фазировка трансформатора и как она выполняется?
40. Каковы достоинства трехобмоточных трансформаторов?
41. Перечислите достоинства и недостатки автотрансформаторов.
42. Зависят ли достоинства автотрансформатора от коэффициента трансформации? Объясните, почему.
43. Объясните устройство автотрансформатора с переменным коэффициентом трансформации.
44. Какими показателями характеризуются пусковые свойства асинхронных дви¬гателей?
45. Каковы достоинства и недостатки пусковых свойств асинхронных двигателей?
46. Как лучше, с точки зрения улучшения пусковых свойств, уменьшить пуско¬вой ток: снижением подводимого к двигателю напряжения или увеличением активного сопротивления в цепи обмотки ротора?
47. Каковы достоинства и недостатки пуска асинхронных двигателей непосред¬ственным включением в сеть?
48. Какие существуют способы пуска асинхронных двигателей при пониженном напряжении?
49. Перечислите способы регулирования частоты вращения асинхронных двига¬телей и дайте им сравнительную оценку.
50. Почему при частотном регулировании частоты вращения одновременно с частотой тока необходимо изменять напряжение?
51.Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?
52. С какой целью в цепь пусковой обмотки двигателя включают ФЭ?
53.Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
54. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?
55.Объясните принцип работы асинхронного линейного двигателя.
56.Что такое краевой эффект и каковы его нежелательные действия в линейном асинхронном двигателе?
57.Какие способы охлаждения применяются в электрических машинах?
58.Какие применяются формы исполнения электрических машин по способу защиты и как они маркируются?
59.Какие формы исполнения по способу монтажа применяются в электриче¬ских машинах?
60.Что такое серия электрических машин?
61.Какой диапазон мощности охватывает серия 4А и каковы формы их конст¬руктивного исполнения по защите и вентиляции?
62.Какие существуют модификации серии 4А и каково их назначение?
63.Почему асинхронные двигатели большой мощности делают высоковольт¬ными?
64.Какие существуют способы возбуждения синхронных машин?
65.Объясните назначение тиристорного преобразователя в системе самовозбу¬ждения синхронного генератора.
66.Объясните устройство явнополюсных и неявнополюсных роторов.
Что такое синхронизация генератора, включаемого на параллельную работу?
67.Как нагрузить генератор, включенный на параллельную работу?
68.Каково назначение и конструкция успокоительной обмотки?
69. Что такое синхронизирующая способность синхронной машины и какими параметрами она оценивается?
70.Объясните принцип действия шаговых двигателей. В чём различие в шаговых двигателях с активным (возбужденным) и реактивным ротором?
71.Объясните принцип действия гистерезисного двигателя
72.В чём отличительная особенность синхронных реактивных двигате¬лей
73.Каково назначение коллектора в генераторе и двигателе постоянного тока?
74.Почему станину машины делают из стали?
75.Каково назначение конусных шайб в коллекторе?
76.Зачем в коллекторе на пластмассе применяют армирующие кольца?
77. В чем принципиальное отличие обмоток якоря от обмоток статора бесколлекторных машин переменного тока?
78. Какими параметрами характеризуется обмотка якоря?
79. Сколько параллельных ветвей имеет обмотка якоря шестиполюсной машины в случаях простой петлевой и простой волновой обмоток?
80. Какие причины могут вызвать искрение на коллекторе?
81.Почему прямолинейная коммутация не сопровождается искрением?
82.Объясните назначение и устройство добавочных полюсов.
83.Каковы причины, способные вызвать круговой огонь по коллектору?
84.Как можно снизить уровень радиопомех в коллекторной машине?
85.Какие способы ограничения пускового тока применяются в двигателях постоянного тока?
86.С какой целью при пуске двигателя параллельного возбуждения сопротивле¬ние реостата в цепи возбуждения устанавливают минимальным?
87.Сравните двигатели параллельного и последовательного возбуждения по их регулировочным свойствам.
88.Какова разница в конструкции коллекторных двигателей постоянного и пе¬ременного тока?

89.Какие аппараты защиты вы знаете? Какие аппараты управления относятся к ручным?
90.Какие аппараты управления относятся к дистанционным? Электромагнитные пускатели. Контакторы.
91.Для чего предназначены аппараты защиты? Выбор аппаратов защиты.
92.От каких аварийных режимов электроустановок защищает автоматический выключатель? Структура автоматического выключателя.
93.Для чего предназначено устройство защитного отключения? Структура устройства защитного отключения.
94.Каков принцип работы теплового реле? Структура теплового реле.
95.В чём разница между электромеханическими и статическими электрическими аппаратами?
96.Для чего нужны контроллеры и командоконтроллеры? В чём их основное отличие?
97.Объясните принцип действия контроллера.
98.Как устроен контактор? Назовите его основные технические параметры.
99.Чем магнитный пускатель отличается от контактора?
100. Объясните устройство и принцип действия электромагнитного реле.
101.Что такое характеристика управления реле?
102.Как устроены магнитоуправляемые герметизированные контакты?
103.Объясните принцип действия датчиков положения.
104.Какие аппараты называются исполнительными устройствами?
105. Какие аппараты защиты вы знаете? Какие аппараты управления относятся к ручным?
106. Какие аппараты управления относятся к дистанционным? В чём разница между электромеханическими и статическими электрическими аппаратами?
107. Для чего предназначены аппараты защиты? Выбор аппаратов защиты.
108. От каких аварийных режимов электроустановок защищает автоматический выключатель? Структура автоматического выключателя.
109. Для чего предназначено устройство защитного отключения? Структура устройства защитного отключения.
110. Каков принцип работы теплового реле? Структура теплового реле.
111. Для чего нужны контроллеры и командоконтроллеры? В чём их основное отличие? Объясните принцип действия контроллера.
112.Как устроен контактор? Назовите его основные технические параметры.
113. Чем магнитный пускатель отличается от контактора? Как устроен магнитный пускатель?
114. Объясните устройство и принцип действия электромагнитного реле. Что такое характеристика управления реле?
115. Как устроены магнитоуправляемые герметизированные контакты? Какие аппараты называются исполнительными устройствами?
116. Объясните принцип действия датчиков положения.
117. Комплектные распредустройства. Виды, состав, конструкция.
118. Для чего предназначены и как устроены ограничительные аппараты, реакторы, разрядники.
119. Полупроводниковые реле. Устройство, параметры.
120.Реле времени. Устройство, характеристики.
121. Как устроены и работают бесконтактные контакторы и пускатели на базе тиристорных элементов?
122. Предохранители, параметры, требования, характеристики. Выбор предохранителей.
123. Чем обусловлено образование электрической дуги в коммутационных аппаратах? Какое влияние оказывает электрическая дуга на работу контактов? Назовите способы снижения вредного влияния электрической дуги на работу контактов.
124. От чего зависит КПД электрического аппарата и какими методами он определяется? Какие способы охлаждения используются в электрических аппаратах? Назовите температурные режимы работы электрических аппаратов.
125. Назначение и классификация электрических аппаратов высокого напряжения.
126. В чём заключается аналогия между электрическими и магнитными цепями?
127. Какое влияние на работу магнитной цепи оказывает введение воздушного зазора? Что представляет собой кривая размагничивания материала?
128. Чем отличаются электромагнитные реле переменного и постоянного тока?
129. Электромагнитные промежуточные реле — устройство, принцип действия, технические характеристики. 130. Поляризованные реле — устройство, принцип действия, технические характеристики. 131. Какие типы контактов используются в электрических аппаратах? Назовите режимы работы электрических контактов и их характеристики. Чем обусловлен износ контактов в электрических аппаратах?
132. Какие электрические аппараты называются разъединителями и отделителями; в чем их разница? Для чего используются короткозамыкатели? Каковы функции реакторов и разрядников?

Источник

Регулирование напряжения трансформаторов

Обмотки ВН понижающих трансформаторов снабжают регулировочными ответвлениями, с помощью которых можно получить коэффициент трансформации, несколько отличающийся от номинального, соответствующего номинальному вторичному напряжению при номинальном первичном. Необходимость в этом объясняется тем, что напряжения в разных точках линии электропередачи, куда могут быть включены понижающие трансформаторы, отличаются друг от друга и, как правило, от номинального первичного напряжения. Кроме того, напряжение в любом месте линии может изменяться из-за колебаний нагрузки. Но так как напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора во всех случаях должно быть равно номинальному или незначительно отличаться от него, то возможность изменения коэффициента трансформации становится необходимой. Регулировочные ответвления делают в каждой фазе либо вблизи нулевой точки, либо посередине обмотки. В первом случае на каждой фазе делают по три ответвления (рис.1.42, а), при этом среднее ответвление соответствует номинальному коэффициенту трансформации, а два других — коэффициентам трансформации, отличающимся от номинального на ±5%. Во втором случае обмотку разделяют на две части и делают шесть ответвлений (рис. 1.42, б). Это дает возможность кроме номинального коэффициента трансформации получить еще четыре дополнительных значения, отличающихся от номинального на ±2,5 и ±5%.

Рис. 1.42. Схемы обмоток трехфазных трансформаторов с регулировочными ответвлениями

Переключать ответвления обмоток можно при отключенном от сети трансформаторе (переключение без возбуждения — ПБВ) или же без отключения трансформатора (регулирование под нагрузкой — РПН). Для ПБВ применяют переключатели ответвлений (рис. 1.43). На каждую фазу устанавливают по одному переключателю, при этом вал, вращающий контактные кольца переключателей по всем фазам одновременно, связан посредством штанги с рукояткой б на крышке бака трансформатора (см. рис. 1.13).

Рис. 1.43. Переключатель ответвлений ПБВ

Принцип РПН основан на изменении коэффициента трансформации посредством регулировочных ответвлений. Однако переключение с одного ответвления на другое осуществляют без разрыва цепи рабочего тока. С этой целью обмотку каждой фазы снабжают специальным переключающим устройством, состоящим из реактора Р двух контакторов с контактами К1 и К2 и переключателя с двумя подвижными контактами П1 и П2 (рис. 1.44, а).

Рис. 1.44. Последовательность переключения контактов под нагрузкой,

Контактное кольцо Рис. 1.43. Переключатель ответвлений ПБВ

В рабочем положении оба подвижных контактора переключателя находятся на одном ответвлении, контакты К1 и К2 замкнуты и рабочий ток направлен параллельно по двум половинам обмотки реактора. Если возникла необходимость переключения с одного ответвления на другое, например с Х1 на Х3, то разомкнутся контакты контактора К1 (положение 1 на рис. 1.44, б), подвижный контакт П1 переключателя обесточенной ветви переводится на другое ответвление и контакты контактора К1 вновь замыкаются (положение 2). В этом положении часть обмотки между ответвлениями Х1 и Х3 оказывается замкнутой. Однако ток в цепи переключающего устройства не достигает большого значения, так как он ограничивается сопротивлением реактора Р. В таком же порядке осуществляется перевод подвижного контакта К2 с ответвления Х1 на ответвление Х3 (положения 3 и 4). после чего процесс переключения заканчивается. Аппаратура РПН располагается в общем баке с трансформатором, а ее переключение автоматизируется или осуществляется дистанционно (со щита управления). Трансформаторы с РПН обычно рассчитаны для регулирования напряжения в пределах 6—10%.

При весьма значительных мощностях трансформатора аппаратура РПН становится слишком громоздкой. В этом случае применяют регулирование напряжения с помощью волътдобавочного трансформатора, состоящего из трансформатора ПТ, включенного последовательно, и регулировочного автотрансформатора РА с переключающим устройством ПУ (рис. 1.45).

Рис. 1.45. Схемы включения вольтдобавочного трансформатора

Напряжение вторичной обмотки ∆U трансформатора ПТ суммируется с напряжением линии U_л1 и изменяет его до значения U_л2 = U_л1+ ∆U. Величина ∆U может изменяться посредством РА. При этом переключателем продольного регулирования (ППР) можно изменять фазу ∆U на ±180°, так что одно положение ППР будет соответствовать увеличению напряжения U_л2 = U_л1 + ∆U, а другое — уменьшению напряжения U_л2 = U_л1— ∆U. Кроме того, возможны и другие способы фазового воздействия на ∆U, например комбинация различных схемсоединения трехфазных обмоток (звезда, треугольник) в вольтдобавочном трансформаторе, создающая фазовые сдвиги ∆U относительно U_л1 на углы 60, 120 и 90° (поперечное регулирование). В этих случаях изменение ∆U влияет не только на значение, но и на фазу напряжения U_л2.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип работы трансформатора?

2. Почему трансформаторы не работают от сети постоянного тока?

3. Из каких частей состоит активная часть трансформатора? Каковы их назначение и конструкция?

4. Каково назначение трансформаторного масла?

5. Как определить номинальные токи и номинальное вторичное напряжение трансформатора?

6. Почему с увеличением тока нагрузки трансформатора увеличивается ток в его первичной обмотке?

7. Что такое приведенный трансформатор?

8. Объясните порядок построения векторной диаграммы трансформатора.

9. При каких условиях и почему вторичное напряжение трансформатора становится больше ЭДС?

10. Чем объясняется несимметрия токов х.х. в трехфазном трансформаторе?

11. Как изменится отношение линейных напряжений трехфазного трансформатора, если его обмотки переключить со схемы Л/Y на Y/ Л?

12. Будет ли изменяться ток х.х. и как при увеличении или уменьшении сечения стержней магнитопровода?

13. На что расходуется активная мощность, потребляемая трансформатором при опытах х.х. и к.з.

14. Как опытным путем определить напряжение к.з. трансформатора?

15. К какой обмотке целесообразно подводить напряжение при опыте х.х., а к какой — при опыте к. з.? Объясните, почему.

16. Изменится ли основной магнитный поток и ток х.х., если трансформатор включить в сеть с частотой выше или ниже номинальной?

17. Объясните принцип регулирования напряжения под нагрузкой.

18. Каков порядок переключения контактов переключающего устройства при регулировании напряжения под нагрузкой?

19. Объясните назначение и принцип работы вольтдобавочного трансформатора.

Глава 2 • Группы соединения обмоток и параллельная работа трансформаторов

§ 2.1. Группы соединения обмоток

Рис. 2.1. Группы соединения обмоток однофазных трансформаторов:

а — группа I/I — 0; б — группа I/I — 6

До сих пор при построении векторных диаграмм трансформатора считалось, что ЭДС фазы обмотки ВН и обмотки НН совпадают по фазе. Но это справедливо лишь при условии намотки первичной и вторичной обмоток трансформатора в одном направлении и одноименной маркировке выводов этих обмоток, как показано на рис.2.1, а. Если же в трансформаторе изменить направление обмотки НН или же переставить обозначения ее выводов, то ЭДС окажется сдвинутой по фазе относительно ЭДС на 180° (рис. 2.1, б). Сдвиг фаз между ЭДС и принято выражать группой соединения. Так как этот сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360°, а кратность сдвига составляет 30°, то для обозначения группы соединения принят ряд чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,9, 10, 11 и 0.

Угол смещения вектора линейной ЭДС обмотки НН по отношению к вектору линейной ЭДС обмотки ВН определяют умножением числа, обозначающего группу соединения, на 30°. Угол смещения отсчитывают от вектора ЭДС обмотки ВН по часовой стрелке до вектора ЭДС обмотки НН. Например, группа соединения 5 указывает, что вектор ЭДС НН отстает по фазе от вектора ЭДС ВН на угол 5·30° = 150°.

Рис. 2.2. Сравнение положения стрелок часов с обозначением групп соединения

Для лучшего понимания принятого обозначения групп соединения пользуются сравнением с часами. При этом вектор ЭДС обмотки ВН соответствует минутной стрелке, установленной на цифре 12, а вектор ЭДС обмотки НН — часовой стрелке (рис.2.2). Так же необходимо иметь в виду, что совпадение по фазе векторов ЭДС и , эквивалентное совпадению стрелок часов на циферблате, обозначается группой 0 (а не 12). Кроме того, следует помнить, что за положительное направление вращения векторов ЭДС принято их вращение против часовой стрелки.

Таким образом, в однофазном трансформаторе возможны лишь две группы соединения: группа 0, соответствующая совпадению по фазе и , и группа 6, соответствующая сдвигу фаз между и на 180°. Из этих групп ГОСТ предусматривает лишь группу 0, она обозначается I/I—0.

Применением разных способов соединения обмоток в трехфазных трансформаторах можно создать 12 различных групп соединения. Рассмотрим в качестве примера схему соединений «звезда—звезда» (рис. 2.3, а). Векторные диаграммы ЭДС показывают, что сдвиг между линейными ЭДС и в данном случае равен нулю. В этом можно убедиться, совместив точки А и а при наложении векторных диаграмм ЭДС обмоток ВН и НН. Следовательно, при указанных схемах соединения обмоток имеет место группа 0; обозначается Y/Y—0. Если же на стороне НН в нулевую точку соединить зажимы а, b и с, а снимать ЭДС с зажимов х, у и z, то ЭДС изменит фазу на 180°и трансформатор будет принадлежать группе 6 (Y/Y—6) (рис.2.3,б).

При соединении обмоток «звезда—треугольник», показанном на рис. 2.4, а, имеет место группа 11 (Y/∆—11). Если же поменять местами начала и концы фазных обмоток НН, то вектор повернется на 180° и трансформатор будет относиться к группе 5 (Y/∆—5) (рис. 2.4, б).

При одинаковых схемах соединения обмоток ВН и НН, например Y/Y и ∆/∆, получают четные группы соединения, а при 62 неодинаковых схемах, например Y/∆ или ∆/Y, — нечетные.

Рис. 2.4. Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы: а — для группы Y/Д—11; б — для группы Y/Д—5

Рассмотренные четыре группы соединения (0, 6, 11 и 5) называют основными. Из каждой основной группы соединения методом круговой перемаркировки выводов на одной стороне трансформатора, например на стороне НН (без изменения схемы соединения), можно получить по две производные группы. Например, если в трансформаторе с группой соединения Y/Y—0 (рис. 2.3, а) выводы обмотки НН перемаркировать и вместо последовательности аbс принять последовательность саb, то вектор ЭДС повернется на 120°, при этом получим группу соединения Y/Y—4. Если же выводы обмоток НН перемаркировать в последовательность bса, то вектор Е_аЬ повернется еще на 120°, а всего на 240°; получим группу Y/Y—8.

Аналогично от основной группы 6 путем круговой перемаркировки получают производные группы 10 и 2, от основной группы I/I — производные группы 3 и 7, от основной группы 5 — производные группы 9 и 1.

Основные группы соединения имеют некоторое преимущество перед производными, так как предусматривают одноименную маркировку выводов обмоток, расположенных на одном стержне. Это уменьшает вероятность ошибочных присоединений. Однако не все группы соединения имеют практическое применение в трехфазных трансформаторах. ГОСТ определяет схемы и группы соединения, применяемые для силовых двухобмоточных трансформаторов общепромышленного назначения (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных двухобмоточных

Соединяя обмотки НН в зигзаг в сочетании с соединением обмотки ВН в звезду или треугольник, можно получить практически любой угол сдвига фаз между ЭДС обмоток ВН и НН. Этого достигают разделением обмотки НН на две части (см. § 1.11) с различным соотношением витков в этих частях, а следовательно, и с различным значением угла β (см. рис. 1.22, б).

При изготовлении или в процессе эксплуатации трансформаторов иногда возникает необходимость в опытной проверке группы соединения. Существует несколько методов такой проверки, но наиболее распространены методы фазометра и вольтметра.

Рис. 2.6. Проверка группы соединения Y/Y—0 методами фазометра (а) и вольтметра (б)

Метод фазометра. Основан на непосредственном измерении угла фазового сдвига между соответствующими линейными напряжениями (ЭДС) обмоток ВН и НН с помощью фазометра φ, включенного по схеме, показанной на рис. 2.6, а. Параллельную обмотку фазометра U—U подключают к стороне ВН, а последовательную обмотку 1—1 — к стороне НН. Для ограничения тока в последовательной обмотке ее подключают через добавочное сопротивление г_доб.. Затем трансформатор включают в сеть с симметричным трехфазным напряжением. Для удобства измерений желательно, чтобы фазометр имел полную (360°) шкалу.

Метод вольтметра. Непосредственного измерения угла фазового сдвига между линейными напряжениями (ЭДС) этот метод не дает. Это косвенный метод и основан на измерении вольтметром напряжений (ЭДС) между одноименными выводами обмоток ВН и НН. Если проверяют группу соединения Y/Y—О (рис. 2.6, б), то, соединив проводом выводы А и а, измеряют напряжение Uь-в (между выводами bи В) и U_c_-С (между выводами с и С). Если предполагаемая группа соединения Y/Y—0 соответствует фактической, то напряжение (В)