Вариант №9

1. Опишите строение и особенности рабочего процесса автотрансформаторов.

Автотрансформатор — это такой вид трансформатора, в котором помимо магнитной связи между обмотками имеется еще и электрическая связь. Обмотки обычного трансформатора можно включить по схеме автотрансформатора, для чего выход X обмотки w_ax соединяют с выводом а обмотки w_ax. Если выводы Ах подключить к сети, а к выводам ах подключить нагрузку Zн, то получим понижающий автотрансформатор. Если же выводы ах подключить к сети, а к выводам Ах подключить нагрузку Zн, то получим повышающий автотрансформатор.

Рассмотрим подробнее работу понижающего автотрансформатора. Обмотка w_ax, одновременно является частью первичной обмотки и вторичной обмоткой. В этой обмотке проходит ток I12. Для точки а запишем уравнение токов:

, или

т. е. по виткам w_ax,проходит ток I12, равный разности вторичного I₂ и первичного I₁ токов. Если коэффициент трансформации автотрансформатора k_A = w_Ax/w_ax, немногим больше единицы, то токи I₁ и I₂ мало отличаются друг от друга, а их разность составляет небольшую величину. Это позволяет выполнить витки мпроводом уменьшенного сечения.

В автотрансформаторе между первичной и вторичной цепями помимо магнитной связи существует еще и электрическая.

Расчетная мощность в автотрансформаторе S_расч = U₂I₁₂ составляет лишь часть проходной. Это дает возможность для изготовления автотрансформатора использовать магнитопровод меньшего сечения, чем в трансформаторе равной мощности.

Рис. Электромагнитная (а) и принципиальная (б) схемы однофазного понижающего автотрансформатора

2. Какое назначение синхронного компенсатора?

Синхронный компенсатор (СК) представляет собой синхронную машину, предназначенную для генерирования реактивной мощности. Синхронный компенсатор включают в электрическую систему с целью повышения ее коэффициента мощности.

Принцип происходящих при этом явлений состоит в том, что необходимую для работы некоторых потребителей реактивную мощность вырабатывает не синхронный генератор, установленный на электростанции, а синхронный компенсатор, установленный в непосредственной близости к потребителю. К числу потребителей переменного тока, требующих значительной реактивной мощности, в первую очередь относятся асинхронные двигатели. На рис. 22.1 показана система, состоящая из синхронного генератора (СГ), повышающего TpI и понижающего ТрII трансформаторов, линии электропередачи (ЛЭП), потребителя Z и синхронного компенсатора (СК), включенного непосредственно на входе потребителя. Синхронный компенсатор, включенный в сеть, работает как синхронный двигатель без нагрузки (Р2 = 0), т. е. в режиме х.х., и при этом вырабатывает реактивную мощность QCK, необходимую для работы потребителя Z, например группы асинхронных двигателей. Благодаря этому реактивная мощность в СГ и ЛЭП доведена до некоторого минимального значения Qmin,. Это способствует повышению технико-экономических показателей всей электрической системы.

Рис. 22.1 Схема включения синхронного компенсатора (СК) в электрическую систему

В некоторых случаях СК работают с недовозбуждением. Необходимость в этом возникает, если ток в системе содержит значительную емкостную составляющую, которая не компенсируется индуктивной составляющей тока потребителей. Обычно степень возбуждения СК регулируют посредством автоматических устройств.

Вариант №10