20. Соединение фаз потребителя по схеме «звезда» (трёхпроводная система) 
При несимметричной нагрузке между нейтральными точками источника и нагрузки возникает падение напряжения. м
где Ya=1/Za, Yb=1/Zb, Yc=1/Zc - комплексные проводимости фаз нагрузки. Напряжение UnN представляет собой разность потенциалов между нейтральными точками источника и нагрузки. . Отсюда фазные напряжения нагрузки
Ua = UA UnN ; Ub = UB UnN ; Uc = UC UnN
Токи в фазах нагрузки можно определить по закону Ома Ia = Ua/Za ; Ib = Ub/Zb ; Ic = Uc/Zc
21.Трехфазные цепи. Соединение фаз источника и приемника электрической энергии звездой с нейтральным проводом.
При соединении фаз обмотки генератора (или трансформатора) звездой их концы X, Y и Z соединяют в одну общую точку N, называемую нейтральной точкой (или нейтралью) (рис. 3.6). Концы фаз приемников (Za, Zb, Zc) также соединяют в одну точку n. Такое соединение называется соединение звезда.
Провода A−a, B−b и C−c, соединяющие начала фаз генератора и приемника, называются линейными, провод N−n, соединяющий точку N генератора с точкой n приемника, – нейтральным Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода – трехпроводной. При соединении в звезду фазные и линейные токи равны : IФ=IЛ. Ток, протекающий в нейтральном проводе, обозначают IN.По первому закону Кирхгофа для нейтральной точки n (N) имеем в комплексной форме: İN=İA+İB+İC. Уравнения по второму закону Кирхгофа:
ÚAB=ÚA−ÚB; ÚBC=ÚB−ÚC; ÚCA=ÚC−ÚA. Действующие значения линейных напряжений можно определить графически по векторной диаграмме или по формуле: UЛ= UФ
22. Трехфазные цепи. Соединение фаз источника и приемника электрической энергии треугольником.
Совокупность трехфазной системы ЭДС, трехфазной нагрузки (нагрузок) и соединительных проводов называют трехфазной цепью.
П ри соединении источника питания треугольником (рис. 3.12) конец X одной фазы соединяется с началом В второй фазы, конец Y второй фазы – с началом С третьей фазы, конец третьей фазы Z – c началом первой фазы А. Начала А, В и С фаз подключаются с помощью трех проводов к приемникам.
Соединение фаз источника в замкнутый треугольник возможно при симметричной системе ЭДС, так как:
ĖA + ĖB + ĖC = 0.
Напряжение между концом и началом фазы при соединении треугольником – это напряжение между линейными проводами. Поэтому при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению.
UЛ = UФ.
Uab = UAB, Ubc = UBC, Uca = UCA
İab = Úab / Zab; İbc = Úbc / Zbc; İca = Úca / Zca.
İA + İB + İC = 0- сумма комплексов линейных токов равна нулю как при симметричной, так и при несимметричной нагрузке.
23. Сравнение условий работы трехфазного симметричного приемника при соединениях его фаз треугольником и звездой.
24.Трансформаторы. Основные определения.
Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно-связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока. Номинальная мощность трансформатора — это мощность, на которую он рассчитан. Номинальное первичное напряжение — это напряжение, на которое рассчитана первичная обмотка трансформатора; номинальное вторичное напряжение— напряжение на зажимах вторичной обмотки, получающееся при холостом ходе трансформатора и номинальном напряжении на зажимах первичной обмотки. Номинальные токи определяются соответствующими номинальными значениями мощности и напряжения. Высшее номинальное напряжение трансформатора — это наибольшее из номинальных напряжений обмоток трансформатора. Потери трансформатора — это активная мощность, расходуемая в магнитной системе, обмотках и других частях трансформатора при различных режимах работы. Потери холостого хода Рхх — это потребляемая трансформатором активная мощность в режиме холостого хода при номинальном напряжении и номинальной частоте первичной обмотки. Потери короткого замыкания Рш — это потребляемая трансформатором активная мощность при опыте к. з., обусловленная потерями в активном сопротивлении первичной и вторичной обмоток и токоведущих частях трансформатора при прохождении номинального тока и добавочными потерями, вызванными полями рассеяния.
25.Принцип действия однофазного трансформатора.
П ри подключении к сети в первичной обмотке возникает переменный ток i1, который создаёт переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные ЭДС – е1 и е2 пропорциональные, согласно закону Максвелла, числам витков w1и w2 соответствующей обмотки и скорости изменения потока dФ/dt.
  Таким образом, мгновенные значения ЭДС, индуцированные в каждой обмотке.
; .
Следовательно, отношение мгновенных и действующих ЭДС в обмотках определяется выражением
E1 / E2 = e1 / e2 = w1 / w2 .
Если пренебречь падениями напряжения в обмотках трансформатора, которые обычно не превышают 3-5 % от номинальных значений U1 и U2, и считать E1≈U1 и E2≈U2, то получим
U1 / U2 ≈ w1 / w2 .
Следовательно, подбирая соответствующим образом числа витков обмоток, при заданном напряжении U1 можно получить желаемое напряжение U2. Если необходимо повысить вторичное напряжение, то число витков w2 берут больше числа w1; такой трансформатор называют повышающим. Если требуется уменьшить напряжение U2, то число витков w2 берут меньшим w1; такой трансформатор называют понижающим.
Отношение ЭДС Eвн обмотки высшего напряжения к ЭДС Енн обмотки низшего напряжения (или отношение их чисел витков) называют коэффициентом трансформации
 .
26. Режим холостого хода трансформатора.
Принцип работы в режиме холостого хода. Режимом холостого хода называется режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке (рис. 2.5). При питании первичной обмотки от источника синусоидального напряжения U1 ток первичной обмотки i1x (МДС  ) вызывает в магнитопроводе синусоидальный магнитный поток Ф, который, пронизывая обмотки с числами витков   и  , наводит в них согласно закону электромагнитной индукции ЭДС е1 и e2.
 К оэффициент трансформации.Коэффициентом трансформации называется отношение номинального высшего напряжения трансформатора к номинальному низшему напряжению:
 (2.2) причем под номинальными напряжениями понимаются номинальные напряжения в режиме холостого хода. Так как в этом режиме  (падение напряжения в обмотке мало, так как ток холостого хода I1xмного меньше номинального), a E2=U2, то для понижающего трансформатора (U1>U2)
 , а для повышающего ( ) , т. е. всегда  и  (2.3)
ЭДС рассеяния и напряжения рассеяния  , α — потокосцепление рассеяния первичной обмотки.,  или в комплексной форме  .
Уравнение электрического состояния первичной обмотки.  или для ЭДС самоиндукции 
 или
где  — падение напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки; —падение напряжения на сопротивлении рассеяния  первичной обмотки. То же уравнение в комплексной форме:
 . (2.4)
В екторная диаграмма трансформатора.
Векторная диаграмма работающего в режиме холостого хода трансформатора (рис. 2.6) построена на основании уравнения (1.4). С нулевой начальной фазой выбран магнитный поток, т.е.  .
 .
Вектор  на основании уравнения (2.4) равен сумме векторов  (последний совпадает по фазе с вектором  ) и  (опережает вектор тока на угол 90°).
27.Режим короткого замыкания трансформатора.
 Режимом короткого замыкания трансформатора называется такой режим, когда выводы вторичной обмотки замкнуты токопроводом с сопротивлением, равным нулю (ZH = 0). Короткое замыкание трансформатора в условиях эксплуатации создает аварийный режим, так как вторичный ток, а следовательно, и первичный увеличиваются в несколько десятков раз по сравнению с номинальным. В мощных силовых трансформаторах напряжение Uк при коротком замыкании обычно составляет 5-15% от номинального. В трансформаторах малой мощности напряжение Uк может достигать 25-50% от Uном. Параметры этой схемы определяют из следующих соотношений:
28. Внешняя характеристика и КПД трансформатора.
Внешней характеристикой трансформатора называют зависимость напряжения на вторичной обмотке  от тока нагрузки  при постоянном напряжении на первичной обмотке. Вид и параметры внешней характеристики зависят от характера нагрузки. При активно-емкостной нагрузке ( ) напряжение на выходе трансформатора может увеличиваться с увеличением тока. При других видах нагрузки (активной  или активно-индуктивной  ) напряжение на выходе всегда уменьшается с ростом тока.
К оэффициент полезного действия трансформатора определяется отношением мощности P2, отдаваемой трансформатором в нагрузку, к мощности Р1, потребляемой из сети: η = P2 / P1
|
Скачать 0.93 Mb.