Задания для определения группы
Соединений трансформаторов
В таблицах 2.3, 2.4 и 2.5 приведены варианты для определения групп соединений трансформаторов различными способами.
Построить векторные диаграммы и определить номер группы трансформатора двумя вышерассмотренными теоретическими способами. Следует произвести построения для разных способов получения групп соединения:
а) различных схем соединения обмоток ВН и НН, таблица 3.5;
б) при изменении направления намотки обмотки НН, таблица 3.6;
в) с помощью перестановки обозначения фаз, таблица 3.7.
Таблица 3.5 Таблица 3.6
Схемы соединения обмоток Изменение направления намотки
| № вар | № рисунка |
| № вар | № рисунка | |||
| ВН | НН | ВН | НН | ||||
| 1 | 2а | 3а | 1 | 2в | 3б | ||
| 2 | 2в | 3в |
| 2 | 2а | 3б | |
| 3 | 2б | 3б | 3 | 2в | 3а | ||
| 4 | 2а | 3в | 4 | 2а | 3а | ||
| 5 | 2б | 3а | 5 | 2в | 3в | ||
| 6 | 2б | 3в | 6 | 2б | 3б | ||
| 7 | 2в | 3б | 7 | 2а | 3в | ||
| 8 | 2а | 3б | 8 | 2б | 3а | ||
| 9 | 2в | 3а | 9 | 2б | 3в | ||
Таблица 3.7
Перестановка обозначения фаз
| № вар | № рисунка |
№ вар | № рисунка | ||||||
| ВН | НН | ВН | НН | ||||||
| рис | на- мотка | фази- ровка | рис | на- мотка | фази- ровка | ||||
| 1 | 2а | 3а | прям | cab | 17 | 2б | 3б | прям | cab |
| 2 | 2а | 3а | прям | bca | 18 | 2б | 3б | прям | bca |
| 3 | 2а | 3а | обрат | bca | 19 | 2б | 3б | обрат | bca |
| 4 | 2а | 3а | обрат | cab | 20 | 2б | 3б | обрат | cab |
| 5 | 2б | 3а | прям | bca | 21 | 2в | 3б | прям | bca |
| 6 | 2б | 3а | прям | cab | 22 | 2в | 3б | прям | cab |
| 7 | 2б | 3а | обрат | bca | 23 | 2в | 3б | обрат | bca |
| 8 | 2б | 3а | обрат | cab | 24 | 2в | 3б | обрат | cab |
| 9 | 2в | 3а | прям | bca | |||||
| 10 | 2в | 3а | прям | cab | |||||
| 11 | 2в | 3а | обрат | bca | |||||
| 12 | 2в | 3а | обрат | cab | |||||
| 13 | 2а | 3б | прям | cab | |||||
| 14 | 2а | 3б | прям | bca | |||||
| 15 | 2а | 3б | обрат | bca | |||||
| 16 | 2а | 3б | обрат | cab | |||||
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Конструкция однофазного трансформатора.
2. Конструкция трехфазного трансформатора.
3. Принцип действия идеального трансформатора.
4. Принцип действия трансформатора.
5. Какие параметры указываются в паспортных данных трансформатора?
6. Что такое коэффициент трансформации и как его рассчитать?
7. От чего зависит ЭДС, которая индуктируется в обмотках трансформатора основным магнитным потоком?
|
|
|
8. Напишите формулу для ЭДС обмоток трансформатора.
9. Как и для чего проводится опыт холостого хода трансформатора?
10. Как и для чего проводится опыт короткого замыкания?
11. Что такое напряжение короткого замыкания?
12. Что такое ток холостого хода?
13. Какая часть параметров Т-образной схемы замещения определяется из опыта холостого хода?
14. Какая часть параметров Т-образной схемы замещения определяется из опыта короткого замыкания?
15. Что такое внешняя характеристика трансформатора, объяснить ее вид.
16. При каких условиях достигается максимум К.П.Д. трансформатора?
17. Для чего нужно знать группу соединений обмоток Тр?
18. От чего зависит номер группы соединений обмоток Тр?
19. Как определяется группа соединений при совмещении «центров тяжести» векторных диаграмм ВН и НН?
20. Как определяется группа соединений при определении угла сдвига между линейными векторами ВН и НН?
21. Как зависит группа соединений от схемы соединений обмоток Тр?
22. Как зависит группа соединений от направления намотки обмоток Тр?
23. Как зависит группа соединений от фазировки обмоток Тр?
24. При каких условиях образуется четная группа соединений, дать пример.
|
|
|
25. При каких условиях образуется нечетная группа соединений, дать пример.
Синхронные машины
4.1 Общие сведения
В синхронных машинах в установившихся режимах частота вращения ротора Фр равняется частоте вращения поля юс. При ω = ωс частота тока в роторе f2 = 0. В обмотке возбуждения, обычно расположенной на роторе, протекает постоянный ток. Синхронные машины могут работать в режимах генератора, двигателя и синхронного компенсатора. Наиболее распространенный режим работы синхронных машин — генераторный. Почти вся электроэнергия на Земле на электростанциях вырабатывается синхронными генераторами — турбо- и гидрогенераторами.
Синхронные двигатели применяются в электроприводах, где требуется постоянная частота вращения. Преимущество синхронных двигателей перед асинхронными — возможность работы с опережающим cosφ или с cosφ = 1, а также большая перегрузочная способность. Однако синхронные двигатели имеют плохие пусковые свойства, и для питания обмотки возбуждения требуется постоянный ток. Синхронные двигатели применяются в основном как мощные двигатели на мощности свыше 600 кВт и как микродвигатели на мощности до 1 кВт.
|
|
|
Реактивное сопротивление хр находят по характеристикам холостого хода, короткого замыкания и расчетному значению составляющей тока возбуждения I я , компенсирующей реакцию якоря при номинальном токе.
Синхронные машины находят применение также в качестве синхронных компенсаторов — генераторов реактивной мощности. При параллельной работе с сетью при перевозбуждении синхронная машина выдает в сеть реактивную мощность и является емкостью, а при недовозбуждении по отношению к сети синхронная машина является индуктивностью и потребляет из сети реактивную мощность.
Синхронные компенсаторы используются в энергосистемах как регулируемые емкости или индуктивности.
В конструктивном исполнении синхронные машины делятся на явно- и неявнополюсные. Быстроходные машины выполняются с неявнополюсным ротором, а тихоходные — с явнополюсным.
Турбогенераторы предназначены для выработки электроэнергии в продолжительном номинальном режиме работы при непосредственном соединении с паровыми или газовыми турбинами. Турбогенераторы устанавливаются на тепловых и атомных электростанциях.
В зависимости от мощности турбогенераторы подразделяются на три основные группы: мощностью 2,5-32 МВт, 60-320 МВт и свыше 500 МВт. По частоте вращения различают турбогенераторы четырех- полюсные (на частоту вращения 1500 и 1800 об/мин) и двухполюсные (на частоту вращения 3000 и 3600 об/мин) соответственно на частоты сети 50 и 60 Гц.
По виду приводной турбины турбогенераторы классифицируются на генераторы, приводимые во вращение паровой турбиной, и генераторы с приводом от газовой турбины.
По системе охлаждения турбогенераторы подразделяются на машины с воздушным, с косвенным водородным, непосредственным водородным и жидкостным охлаждением.
По применяемой системе возбуждения турбогенераторы классифицируются на машины со статической системой самовозбуждения, независимой тиристорной системой возбуждения и бесщеточным возбуждением.
Гидрогенераторы — синхронные генераторы, приводимые во вращение гидравлическими турбинами, выпускаются в широкой номенклатуре мощностей до 800 МВт на частоты вращения от 46,9 до 1500 об/мин, напряжением до 18 кВ. По типу гидравлической турбины гидрогенераторы делятся на вертикальные и горизонтальные, а также обратимые для работы в качестве генератора или двигателя.
Гидрогенераторы выпускаются для климатического исполнения УХЛ4, Т4 и ТВ4.
Система вентиляции гидрогенераторов, за исключением машин малой мощности, замкнутая. Гидрогенераторы большой мощности выпускаются с непосредственным водяным охлаждением обмотки статора
Генераторы с вертикальным валом подразделяются на два основных типа — подвесные и зонтичные, отличающиеся друг от друга расположением подпятника относительно ротора. При частотах вращения до 200 об/мин гидрогенераторы выполняются преимущественно в зонтичном исполнении, свыше 200 об/мин – в подвесном. При частотах вращения свыше 250 об/мин вертикальные гидрогенераторы выполняются исключительно в подвесном исполнении.
Синхронные компенсаторы применяют для регулирования режимов работы энергетических систем, для поддержания оптимального уровня напряжения, снижения потерь электроэнергии в сетях, увеличения пропускной способности и обеспечения устойчивости энергосистем.
Синхронные компенсаторы представляют собой синхронные машины, работающие в режиме двигателя без активной нагрузки и генерирующие в сеть реактивный опережающий (емкостный) или отстающий (индуктивный) ток. Синхронные компенсаторы мощностью 10, 16 и 25 MB - А выпускаются с воздушным охлаждением. Напряжение компенсаторов мощностью до 16 МВ А-6,3 и 10,5 кВ, мощностью 25 MB - А - 10,5 кВ, частота вращения 1000 об/мин. Компенсаторы могут работать с номинальной мощностью при изменении напряжения сети на ± 5 %. При понижении напряжения на 10% ток статора может быть увеличен на 5 %, т. е. мощность снижается на 5 %.
Технически и экономически обоснованный нижний предел номинальных мощностей синхронных двигателей составляет 500 -600 кВт. Синхронные двигатели с частотой вращения 1000 об/мин и ниже выпускаются с явнополюсными шихтованными роторами с демпферной обмоткой. Синхронные двигатели мощностью свыше 12500 кВт с частотой вращения 1500 об/мин выполняют, как правило, с массивными полюсами без специальной демпферной (пусковой) обмотки.
Синхронные двигатели с частотой вращения 3000 об/мин — турбодвигатели — имеют неявно выраженное исполнение полюсов ротора. Роторы этих двигателей выполняют из массивной поковки так же, как роторы турбогенераторов.
Синхронные двигатели выпускают в основном на напряжение 6000 и 10000 В. Номенклатура низковольтных двигателей на напряжение 380 В, имеющих мощность до 320 кВт, последовательно сокращается, и они заменяются на более экономичные асинхронные двигатели.
Большинство типов синхронных двигателей выпускают как машины общего назначения. Многие серии и типы синхронных двигателей предназначены для привода конкретных типов механизмов: компрессоров, различного рода мельниц, вентиляторов, резиносмесителей и грануляторов, экскаваторных агрегатов и др.
По форме исполнения в отдельную группу выделяют вертикальные двигатели, которые применяют для привода насосов. Горизонтальные двигатели могут иметь исполнение с двумя и одним подшипником и консольное исполнение.
Важными классификационными характеристиками синхронных двигателей являются степень защиты и система вентиляций и охлаждения. По этому признаку синхронные двигатели подразделяют на: открытые или брызгозащищенные, закрытые с разомкнутым циклом вентиляции, закрытые с замкнутым циклом вентиляции и встроенными водяными охладителями, закрытые с замкнутым циклом вентиляции с встроенными воздушными охладителями, закрытые взрывозащищенные продуваемые под избыточным давлением.
Большинство двигателей имеют самовентиляцию, однако в машинах больших габаритов для охлаждения применяют и вентиляторы-наездники.
В настоящее время для возбуждения синхронных двигателей применяют только полупроводниковые статические или бесщеточные системы возбуждения.
Статические возбудители, как правило, питаются от постороннего источника. Выпускаются двигатели, которые имеют для питания возбуждения специальную дополнительную обмотку в пазах статора.
Бесщеточные возбудители обычно встраивают в конструкцию двигателя. В сериях СТД и СТДП применяют бесщеточное возбудительное устройство, которое является самостоятельным изделием и пристраивается к двигателю.
В синхронных двигателях малых габаритов широко используют подшипники качения, в крупных — подшипники скольжения.
Диапазон габаритов синхронных двигателей весьма широк: внешние диаметры сердечников статоров нарастают от 740 до 4500 мм. В настоящее время проектируют сверхмощные двигатели. Наиболее распространенные серии явнополюсных синхронных двигателей имеют следующую структуру обозначения:
X—X—X—X
1 2 3 4'
в которой: 1 — условное название серии и номер модификации; 2 — условное обозначение габарита; 3 — длина сердечника статора, см; 4 — число полюсов.
На стенде завода-изготовителя производят приемо-сдаточные испытания каждой машины и приемочные головных (опытных) машин. По действующим стандартам (ГОСТ 183-74, ГОСТ 533-85, ГОСТ 5616-81, ГОСТ 609-84) приемо-сдаточные испытания каждой машины включают, в том числе, определение характеристики установившегося замыкания (для гидрогенераторов на месте установки), холостого хода (для гидрогенераторов на месте установки). В приемочные испытания головных (опытных) образцов (для гидрогенераторов на месте установки) дополнительно включают: испытания на кратковременную перегрузку по току; определение КПД; испытание на нагревание; определение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, индуктивных сопротивлений и постоянных времени обмоток; испытание при ударном токе короткого замыкания, на нагрев; определение вибраций, номинального тока возбуждения и регулировочной характеристики.
Характеристика холостого хода представляет собой зависимость напряжения обмотки статора от тока возбуждения при номинальной частоте вращения. Рекомендуется производить измерение напряжения приборами классом точности не ниже 0,5, при этом могут быть использованы эксплуатационные трансформаторы напряжения. Измерение тока возбуждения можно производить также приборами класса точности 0,5 с применением шунтов класса 0,1 или 0,2. Во время определения характеристики контролируют частоту вращения гидрогенератора.
Предварительно напряжение машины увеличивают до 130% номинального. Характеристику снимают при плавном уменьшении тока возбуждения до нуля. При токе возбуждения, равном нулю, определяют остаточное напряжение. Одновременно со снятием характеристики холостого хода определяется симметрия напряжения, которая находится по отношению разности наибольшего и наименьшего измеренных линейных напряжений к среднему его значению.
Характеристика установившегося короткого замыкания представляет собой зависимость тока в обмотке статора от тока возбуждения генератора при трехфазном коротком замыкании. При снятии характеристики измеряют токи в каждой фазе обмотки статора и ток возбуждения. Снятие характеристики производят при плавном подъеме тока статора до номинального значения. Для генераторов, работающих в блоке с трансформатором, характеристику короткого замыкания снимают для замкнутого накоротко трансформатора.
При приемо-сдаточных испытаниях, как правило, определяют лишь основные параметры. отношение короткого замыкания (ОКЗ), реактивность Потье хр , синхронное индуктивное сопротивление сверхпереходные индуктивные сопротивления Х d и Xq, переходное индуктивное сопротивление xj , индуктивное сопротивление обратного следования фаз х2, постоянную времени при разомкнутой Tj0и замкнутой накоротко Tj обмотках статора.
Отношение короткого замыкания находят по характеристикам холостого хода и короткого замыкания как отношение номинального тока статора к установившемуся току короткого замыкания при возбуждении, соответствующем номинальному напряжению по характеристике холостого хода.
Индуктивное сопротивление xd также находят по характеристикам холостого хода (XX) и короткого замыкания (КЗ) как частное от деления напряжения холостого хода, определенного по спрямленной характеристике холостого хода при некотором возбуждении, на ток короткого замыкания при том же токе возбуждения I в. Реактивное сопротивление хр находят по характеристикам холостого хода, короткого замыкания и расчетному значению составляющей тока возбуждения I я , компенсирующей реакцию якоря при номинальном токе.
Определение номинального тока возбуждения. Номинальный ток возбуждения определяют методом непосредственной нагрузки или методом графического построения. В последнем случае номинальный ток возбуждения находят по характеристикам холостого хода, короткого замыкания и реактивности Потье хр. Из характеристики холостого хода с учетом хр находят ток I в, из характеристики короткого замыкания — составляющую тока возбуждения I кз и по этим величинам — номинальный ток возбуждения.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 471; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!