13.Упрощенная электрическая схема замещения трансформатора. Определение параметров упрощенной схемы замещения.

Векторная диаграмма нагруженного трансформатора наглядно показывает соотношение между параметрами трансформатора. Для упрощения векторной диаграммы поступают следующим образом: в силовых трансформаторах, работающих с нагрузкой, близкой к номинальной, пренебрегают током хх и считают, что I₁=-I`<sub>2</sub>. Полученная в этом случае ошибка допустима. При данном упрощении изменится и схема замещения трансформатора, приобретая упрощенный вид, т.к. не имеет ветви намагничивания и состоит только из последовательных участков rk=r<sub>1</sub>+r`₂ и xk=x₁+x`₂. Соответственно упрощенной схеме изменится и векторная диаграмма. Прямоугольный треугольник АВС – треугольник кз, для которого ВС = I₁rk; CA = I₁Zk; AB = I₁xk. Упрощенную векторную диаграмму строят по заданным значениям напряжения, тока, коэффициента мощности и параметрам треугольника кз.

rк =r1 + r'2 – суммарное активное сопротивление первичной и приведенной вторичной обмоток;

хк=хσ1 + х'σ2 -суммарное индуктивное сопротивление рассеяния первичной и приведенной вторичной обмоток; - ток, протекающий в первичной обмотке. - напряжение питания; r'2 – приведенное активное сопротивление вторичной обмотки; – приведенное индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки; - ток ветви намагничивания трансформатора (ток ХХ). - приведенное напряжение на зажимах вторичной обмотки; Zн – общее сопротивление нагрузки.

14.Упрощенная векторная диаграмма трансформатора.

Векторная диаграмма нагруженного трансформатора наглядно показывает соотношение между параметрами трансформатора. Для упрощения векторной диаграммы поступают следующим образом: в силовых трансформаторах, работающих с нагрузкой, близкой к номинальной, пренебрегают током хх и считают, что I₁=-I`<sub>2</sub>. Полученная в этом случае ошибка допустима. При данном упрощении изменится и схема замещения трансформатора, приобретая упрощенный вид, т.к. не имеет ветви намагничивания и состоит только из последовательных участков rk=r<sub>1</sub>+r`₂ и xk=x₁+x`₂. Соответственно упрощенной схеме изменится и векторная диаграмма. Прямоугольный треугольник АВС – треугольник кз, для которого ВС = I₁rk; CA = I₁Zk; AB = I₁xk. Упрощенную векторную диаграмму строят по заданным значениям напряжения, тока, коэффициента мощности и параметрам треугольника кз.

I1 rк –суммарное активное падение напряжения на обмотках; j I1 хк - суммарное индуктивное падения напряжения на обмотках. - ток, протекающий в первичной обмотке;

- напряжение первичной обмотки; - приведенный ток вторичной обмотки; - приведенное напряжение на зажимах вторичной обмотки

15.Реакция якоря в синхронной машине.

В процессе работы нагруженного синхронного генератора в нем одновременно действует МДС возбуждения Fв0 и МДС статора (якоря) F1, при этом МДС статора (якоря) воздействует на МДС возбуждения, усиливая или ослабляя поле возбуждения или искажая его форму. Воздействие МДС обмотки статора (якоря) на МДС обмотки возбуждения называется реакцией якоря. Реакция якоря оказывает влияние на рабочие свойства синхронной машины, т.к. изменение магнитного поля машины сопровождается изменением ЭДС, наведенной в обмотке статора, а следовательно изменением и ряда других величин, связанных с этой ЭДС. Влияние реакции якоря на работу синхронной машины зависит от величины и характера нагрузки. Рассмотрим предельные случаи различных нагрузок.

Активная нагрузка (ψ₁=0). Рис а. В рассматриваемый момент времени ротор занимает вертикальное положение, что соответствует мах ЭДС Е₀ в фазной обмотке. Т.к. ток при активной нагрузке совпадает по фазе с ЭДС, то указанное положение соответствует и мах тока. Изобразив линии магнитной индукции, видим, что МДС статора F1 направлена перпендикулярно МДС возбуждения F_в0.

Вызывает искажение результирующего поля машины: магнитное поле машины ослабляется под набегающим краем полюса и усиливается под сбегающим.

Индуктивная нагрузка (ψ₁=90). Рис б. При чисто индуктивной нагрузке генератора ток статора I1 отстает по фазе от ЭДС Е0 на 90 градусов. Поэтому он достигает мах значения лишь при повороте ротора вперед на 90 град. При этом МДС статора (якоря) F1 действует вдоль оси полюсов ротора встречно МДС возбуждения Fв0.

Реакция якоря оказывает продольно – размагничивающее действие.

Емкостная нагрузка (ψ₁=-90). Рис в. Ток статора I1 опережает по фазе ЭДС Е0 на 90 град., что значит, что его мах значение он достигнет раньше, чем ЭДС. Магнитодвижущая сила статора действует вдоль оси полюсов, но теперь согласно с возбуждением. Реакция якоря оказывает продольно – намагничивающее действие. Магнитное поле искажается.

Р еакция якоря СГ при активно-индуктивной нагрузке.

При смешанной нагрузке, когда Ψ≠0 и Ψ≠±90⁰ ток можно разложить на две составляющие , .

Одна из этих составляющих I_q совпадает по фазе с ЭДС и носит название поперечного тока, а другая составляющая перпендикулярна ЭДС и носит название продольного тока.

Реакция якоря СГ при активно-емкостной нагрузке.

При смешанной нагрузке, когда Ψ≠0 и Ψ≠±90⁰ ток можно разложить на две составляющие , .

Одна из этих составляющих Iq совпадает по фазе с ЭДС и носит название поперечного тока, а другая составляющая перпендикулярна ЭДС и носит название продольного тока.