Физические условия работы
Физические условия работыСкачать файл - Физические условия работы
Физические условия работы, векторные и энергетические диаграммы трансформатора. При анализе работы трансформатора под нагрузкой будем иметь в виду однофазный трансформатор или трехфазный трансформатор с симметричной нагрузкой, когда можно рассматривать одну фазу трансформатора. Работа трехфазного трансформатора при несимметричной нагрузке будет рассмотрена отдельно. Физические условия работы трансформатора. На основании схемы замещения рис. В свою очередь э. Ei на основании выражения пропорциональна потоку сердечника Ф с. Поэтому величина потока определяется в основном первичным напряжением: Величина потока Ф с всегда такова, что индуктируемая им э. На основании изложенного можно отметить следующее. Поток сердечника трансформатора создается суммой н. Векторные диаграммы трансформатора позволяют проанализировать работу трансформатора и высказанные выше положения более полно. Векторные диаграммы можно построить на основе схемы замещения рис. Векторные диаграммы трансформатора при смешанной активно-индуктивной а и активно-емкостной б нагрузке. Упрощенная векторная диаграмма трансформатора при смешанной активно-индуктивной нагрузке. Упрощенная векторная диаграмма соответствует упрощенной схеме замещения трансформатора см. Энергетические диаграммы трансформа тора. Преобразование активной мощности трансформатора происходит согласно диаграмме рис. Остаток мощности Р 2 представляет собой полезную мощность, передаваемую потребителям: Преобразование реактивной мощности происходит согласно диаграмме рис. Из первичной реактивной мощности. Во вторичной обмотке теряется реактивная мощность. Vg и оставшаяся реактивная мощность. Изменение знака Q 2 означает изменение направления передачи реактивной мощности или энергии. Если при этом также. Изменением напряжения трансформатора называется арифметическая разность между вторичными напряжениями трансформатора при холостом ходе и при номинальном токе нагрузки, когда первичное напряжение постоянно и равно номинальному, а частота также постоянна и равна номинальной. Изменение напряжения представляет собой важную эксплуатационную характеристику трансформатора. Определять изменение напряжения при помощи построения векторной диаграммы неудобно ввиду относительно небольшой его величины и неточности графических построений. Поэтому пользуются аналитической формулой, которая выводится ниже. Используем для вывода этой формулы упрощенную векторную диаграмму рис. Тогда падение напряжения и его составляющие будут равны напряжению короткого замыкания и его составляющим в относительных единицах: Подставив в выражение Для иллюстрации зависимости AU от характера нагрузки трансформатора на рис. Правый квадрант соответствует смешанной активно-индуктивной нагрузке, а левый квадрант — активно-емкостной нагрузке. Это обусловлено тем, что при протекании через индуктивное сопротивление индуктивный ток вызывает понижение напряжения, а емкостный ток — повышение его. Чем выше номинальное напряжение трансформатора, тем больше рассеяние трансформатора и напряжение короткого замыкания и поэтому тем больше изменение напряжения трансформатора. Вследствие падения напряжений в трансформаторе и питающей сети колебания нагрузок потребителей вызывают колебания вторичного напряжения трансформатора. Поэтому возникает необходимость регулирования напряжения трансформаторов, что можно осуществить путем изменения коэффициента трансформации k — wjw z или числа включенных в работу витков первичной или вторичной обмотки трансформатора. Для этой цели обмотка выполняется с рядом ответвлений, и для регулирования напряжения производится переключение этих ответвлений с помощью соответствующего переключающего устройства. Переключение ответвлений обмотки может производиться при отключении трансформатора от сети или же без отключения, под нагрузкой. При первом способе переключающее устройство получается проще и дешевле, однако переключение связано с перерывом энергоснабжения потребителей и не может производиться часто. Поэтому этот способ применяется главным образом для коррекции вторичного напряжения сетевых понижающих трансформаторов в зависимости от уровня первичного напряжения на данном участке сети, а также при сезонных изменениях напряжения сети в связи с сезонным изменением нагрузки. Применение трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой все более расширяется. В первом случае трансформатор имеет три ступени,. Ответвления целесообразно выполнять на той стороне, напряжение на которой в процессе эксплуатации подвергается изменениям. Обычно это сторона высшего напряжения. Кроме того, ток на стороне высшего напряжения меньше и переключатель получается более компактным. Переключаемые участки обмотки между ответвлениями целесообразно расаолагать в окне трансформатора по высоте обмотки, в средней ее части, чтобы распределение частей обмотки, нагруженных током, было по отношению к ярмам при работе на разных ответвлениях по возможности симметричным. В противном случае магнитное поле рассеяния по сравнению со случаем, изображенным на рис. С другой стороны, ответвления предпочтительно выполнять со стороны заземленной нейтрали нулевой точки обмотки, так как изоляция переключателя при этом облегчается. Переключатели располагаются внутри бака трансформатора, а концы осей переключателей выводятся на крышку бака. В этих трансформаторах переход с одной ступени на другую должен. Поэтому в промежуточном положении включены два соседних ответвления обмотки и часть обмотки между ними оказывается замкнутой накоротко. Для ограничения тока короткого замыкания применяются токоограни-чивающие реактивные или активные сопротивления. Переключение ответвлений обмотки для регулирования напряжения под нагрузкой С использованием токо-ограничивающего реактора. В нормальном рабочем положении позиции а и д токи двух ветвей схемы. Поэтому поток в сердечнике реактора практически отсутствует и индуктивное сопротивление реактора мало. Наоборот, ток короткого замыкания ступени, возникающий при промежуточном положении переключателя и показанный на рис. Реактор Р и переключатели П помещаются внутри бака трансформатора, а контакторы К. При таком устройстве масло в баке трансформатора защищено от загрязнения, вызываемого работой контакторов при разрыве ими цепи тока. При положении переключателей, показанном на рис. Быстрое, в течение сотых долей секунды, переключение необходимо во избежание перегрева сопротивлений R x и R 2. Потери активной мощности в трансформаторе подразделяются на электрические потери в обмотках и магнитные потери в сердечнике. Добавочные потери на вихревые токи в обмотках см. Кроме того, возникают потери на вихревые токи от полей рассеяния также в стенках бака и в крепежных деталях. Так как эти потери пропорциональны квадрату тока, то они тоже относятся к электрическим потерям. Опытное значение активного сопротивления короткого замыкания г к учитывает и эти добавочные потери. Схема регулирования напряжения под нагрузкой с использованием активных токоограничивающих сопротивлений. Величина потерь определяется расчетным путем при проектировании трансформатора или опытным путем в готовом трансформаторе. Согласно ГОСТ —65, магнитные потери р мг определяются из опыта холостого хода см. Электрические потери р эл , включая добавочные, при номинальном токе принимаются равными мощности короткого замыкания Р к при этом же токе см. При этом не учитывается то обстоятельство, что ввиду наличия намагничивающей составляющей тока отношение IJI la несколько отличается от k nr , определяемого по формуле Таким образом, суммарные потери трансформатора при U — U H принимаются равными. Для ориентации во встречающихся на практике соотношениях в табл. У изготовляемых в СССР трансформаторов Л и Р к не должны превышать указанных в таблице значений. Потери холостого хода Р о и короткого замыкания Р к масляных двухобмоточных трансформаторов согласно ГОСТ —66 и ГОСТ — Коэффициент полезного действия трансформатора вычисляется в предположении, что полезная мощность трансформатора выражается соотношением. Для оценки экономичности работы трансформатора с учетом изменений его нагрузки во времени пользуются понятием о годовом к. На повышающих и понижающих трансформаторных подстанциях обычно устанавливаются в зависимости от мощности подстанции два, три или более параллельно работающих трансформаторов рис. Параллельная работа трансформаторов необходима по тем же причинам, что и параллельная работа генераторов см. Как и при параллельной работе генераторов, для достижения наилучших условий параллельной работы трансформаторов необходимо, чтобы общая нагрузка подстанции распределялась между параллельно работающими трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям. Такое распределение нагрузки достигается при условиях, когда параллельно работающие трансформаторы име. Если первые два из этих условий соблюдены, то вторичные напряжения соответствующих фаз параллельно включенных трансформаторов на холостом ходу, когда вторичные обмотки разомкнуты, будут равны по величине и по фазе. Поэтому при включении вторичных обмоток на общие шины в этих обмотках при отсутствии нагрузки не возникает никаких токов. Уравнительные токи, если они даже и не очень велики и поэтому не приводят к аварии, складываясь при подключении потребителей с токами нагрузки, вызывают неравномерную нагрузку, а также излишние потери и нагрев трансформаторов. Соблюдение третьего из указанных условий обеспечивает равномерное распределение нагрузки между трансформаторами. Отметим, что при первом включении трансформаторов на параллельную работу необходимо проверить их фазировку, т. Такую проверку применительно, например, к схеме рис. Включим все ножи рубильников разъединителей схемы рис. Затем при 0 г Ф О измерим напряжения между этими ножами и их губками. Схемы параллельной работы однофазных а и трехфазных б двухобмоточных трансформаторов. Способы фазировки трансформаторов изложены в ГОСТ — Выясним влияние отклонений указанных выше условий на параллельную работу трансформаторов. При этом будем пренебрегать намагничивающим током трансформаторов и пользоваться упрощенной схемой замещения. Условие одинаковости групп соединений обмоток. В замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих э. Уравнительный ток течет только по первичным и вторичным обмоткам трансформаторов и ограничивается по величине только. Наличие такого тока почти равносильно короткому замыканию. Таким образом, параллельное включение трансформаторов с различными группами соединений обмоток недопустимо. Однако возможны случаи, когда путем круговой перестановки обозначений выводов обмоток см. Возможность этого в каждом конкретном случае можно проверить на основе рассмотрения векторных диаграмм напряжений трансформаторов. Условие равенства коэффициентов трансформации. Пусть, на пример, у двух однофазных трансформаторов см. В замкнутом контуре вторичных обмоток, действует разность этих э. Этот ток имеет во вторичных обмотках трансформаторов различные относительно действующих в них э. Падения напряжения, вызываемые уравнительными токами в обмотках трансформаторов, выравнивают вторичные напряжения обмоток рис. Условие равенства напряжений короткого замыкания. Рассмотрим параллельную работу трех трансформаторов с одинаковыми группами соединений и номинальными, напряжениями обмоток. Подставим эти выражения для г к в и заменим токи на пропорциональные им полные мощности, умножив на величину mU a. Очевидно, что при этом условия параллельной работы являются наилучшими. Другие трансформаторы при этом будут еще недогружены, ив то же время дальнейшее увеличение общей нагрузки недопустимо, так как первый трансформатор будет перегружаться. Определим нагрузку каждого трансформатора для случая, когда их общая нагрузка равна сумме их. Для устранения перегрузки первого трансформатора необходимо уменьшить нагрузку всей подстанции до Разработка и производство сервоприводов, бесколлекторных и вентильных двигателей, движитель трастер для телеуправляемого необитаемого подводного аппарата ТНПА, ROV Адрес: Физические условия работы, векторные и энергетические диаграммы трансформатора При анализе работы трансформатора под нагрузкой будем иметь в виду однофазный трансформатор или трехфазный трансформатор с симметричной нагрузкой, когда можно рассматривать одну фазу трансформатора. Векторные диаграммы трансформатора при смешанной активно-индуктивной а и активно-емкостной б нагрузке ром нагрузки. Первичная обмотка потребляет из питающей сети мощность Рис. Преобразование активной а и реактивной б мощности в трансформаторе Часть этой мощности теряется на электрические потери в первичной обмотке: Другая часть мощности расходуется на магнитные потери в сердечнике: Изменение напряжения трансформатора Изменением напряжения трансформатора называется арифметическая разность между вторичными напряжениями трансформатора при холостом ходе и при номинальном токе нагрузки, когда первичное напряжение постоянно и равно номинальному, а частота также постоянна и равна номинальной. К выводу формулы изменения напряжения трансформатора как это и показало на рис. Подставив эти значения отрезков в выражение , получим искомую расчетную формулу: Зависимость изменения напряжения от характера нагрузки Для иллюстрации зависимости AU от характера нагрузки трансформатора на рис. Регулирование напряжения трансформатора Вследствие падения напряжений в трансформаторе и питающей сети колебания нагрузок потребителей вызывают колебания вторичного напряжения трансформатора. Переключение под нагрузкой требует более сложного и дорогого переключающего устройства и используется в мощных трансформаторах при необходимости частого или непрерывного регулирования напряжения. В первом случае трансформатор имеет три ступени, а во втором — пять ступеней напряжения. Схемы обмоток с ответвлениями для регулирования напряжения тались. В этих трансформаторах переход с одной ступени на другую должен происходить без разрыва цепи тока. Схемы переключателей для регулирования напряжения Рис. Переключение ответвлений обмотки для регулирования напряжения под нагрузкой С использованием токо-ограничивающего реактора На рис. В нормальном рабочем положении позиции а и д токи двух ветвей схемы обтекают две половины обмотки реактора в разных направлениях. Коэффициент полезного действия трансформатора Потери активной мощности в трансформаторе подразделяются на электрические потери в обмотках и магнитные потери в сердечнике. Схема регулирования напряжения под нагрузкой с использованием активных токоограничивающих сопротивлений Величина потерь определяется расчетным путем при проектировании трансформатора или опытным путем в готовом трансформаторе. Таким образом, суммарные потери трансформатора при U — U H принимаются равными Для ориентации во встречающихся на практике соотношениях в табл. Таблица 15 1 Потери холостого хода Р о и короткого замыкания Р к масляных двухобмоточных трансформаторов согласно ГОСТ —66 и ГОСТ —66 Номинальная.
Физические условия работы, векторные и энергетические диаграммы трансформатора
Физический труд. Физическая тяжесть труда. Оптимальные условия труда
Коммуникация художественная литература
Фактор 1 низкий, остальные факторы распределены равномерно
Глава 10. Условия труда Физические условия работы
Физические условия работы (шум, освещенность, вентиляция, вибрация и др.).
Витамины б6 инструкция по применению
Классификация условий трудовой деятельности
Фактор 2
План по музыке во второй младшей группе