1 Билет

1 Что характеризуют группы соединений обмоток трехфазного трансформатора и как они обозначаются?

Группа соединения характеризует фазовременный сдвиг между одноимёнными линейными первичным и вторичным напряжениями трансформатора. За первичную при этом принимают обмотку высшего напряжения (ВН). Группа соединения зависит от схемы соединения обмоток ВН и НН, а также направления намотки катушек, маркировки их начал и концов. Группа обозначается числом, которое умножают на 30 (угловое смещение, принятое за единицу) для определения угла смещения. Этот угол отсчитывается от вектора линейного напряжения обмотки ВН по часовой стрелке до одноимённого вектора напряжения НН. Так, например, для пятой группы угол смещения составляет 150. Для упрощения определения группы соединения трансформатора вектор первичного линейного напряжения (ВН) уподобляют минутной стрелке часов, направленной на цифру 12, а вектор вторичного линейного напряжения (НН) – часовой стрелке. Тогда группа обозначается числом, соответствующим показанию часов.

Рисунок 2.2 - Схема соединения обмоток звезда/звезда 12

2 Устройство, назначение элементов устройства генератора постоянного тока.

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Генератор постоянного тока состоит из статора — неподвижно­го корпуса, вращающегося якоря с обмотками и коллектора со ще­точным узлом. Вращающийся якорь, снабженный обмотками, пере­секающими магнитное поле статора, индуцирует в обмотках ЭДС. В каждой секции обмотки якоря ЭДС меняется и по величине и по направлению в зависимости от ее положения относительно магнит­ного поля. Рассмотрим принцип действия генератора постоянного тока, где подводимая механическая энергия преобразуется в электрическую энергию постоянного тока. Для этого воспользуемся упрощенной схемой генератора постоянного тока (рисунок - 3.1). В магнитном поле постоянного магнита вращается стальной сердечник, в продольных пазах которого расположен диаметральный виток abcd Начало d конец а этого витка присоединены к двум взаимно изолиро­ванным медным полукольцам. Образующим коллектор, который вращается вместе со стальным цилиндром. По коллектору сколь­зят неподвижные контактные щетки А и В, от которых отходят провода к потребителю энергии R. Стальной сердечник с витком (обмоткой) и коллектором обра­зует вращающуюся часть машины постоянного тока — якорь.

Рисунок 3.1 - Упрощенная схема генератора постоянного тока.

3 Преимущества синхронных двигателей

Синхронные двигатели имеют по сравнению с асинхронными большое преимущество, заключающееся в том, что благодаря воз­буждению постоянным током они могут работать с cos φ = 1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе с перевозбуждением даже отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повы­шается коэффициент мощности генераторов, работающих на элект­ростанциях. Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален U, а у асинхронного двигателя U².Поэтому при понижении напряжения синхронный двига­тель сохраняет большую нагрузочную способность. Кроме того, использование возможности увеличения тока возбуждения син­хронных двигателей позволяет увеличивать их надежность работы при аварийных понижениях напряжения в сети и улучшать в этих случаях условия работы энергосистемы в целом. Вследствие большей величины воздушного зазора добавочные потери в стали и в клетке ротора синхронных двигателей меньше, чем у асин­хронных, благодаря чему к. п. д. синхронных двигателей обычно выше. Преимущество синхронных двигателей настолько велико, что при Р_Н > 200 ÷ 300 кВт их целесообразно применять всюду, где не требуется частых пусков и остановок и регулирования скорости вращения (двигатель-генераторы, мощные насосы, венти­ляторы, компрессоры, мельницы, дробилки и пр.). Синхронные двигатели с cos φ_Н = 1 по своей стоимости и потерям энергии всегда имеют преимущество перед асинхронными двигателями, снабжен­ными конденсаторными батареями для компенсации коэффициента мощности до cos φ = 1. При Р_Н > 300 кВт выгодно использовать синхронные двигатели с cos φ_Н = 0,9 (перевозбуждение) и при Р_Н > 1000 кВm — с cos φ_Н = 0,8.Применение синхронных двигателей беспрерывно расширяется, и они строятся на мощности до Р_Н = 50 000 кВт.