книги из ГПНТБ / Геллер Б. Импульсные процессы в электрических машинах

ки, мм

Ввод высокого напряжения во всех типах обмоток >был сделан в середину высоты. Магнитопровод был экра­ нирован короткозамкнутой третичной обмоткой во всех опытах. В обмотках не применялись ни емкостные коль­ ца, ни экраны. При измерениях использовался импульс 0,25/12,5 мкс, соответствующий в масштабе 1 :4 нормаль­ ному импульсу 1/50 мкс на реальном автотрансформа­ торе.

260

Измерялись напряжения обмоток относительно зем­ ли, напряжение на главном изоляционном промежутке

3)последовательная обмотка слоевая, общая—-кату­ шечная;

4)последовательная обмотка катушечная, общая — слоевая;

5)последовательная обмотка переплетенная кату­ шечная, общая — слоевая;

6)последовательная обмотка переплетенная кату­ шечная, общая—катушечная.

Полученные результаты приведены в табл. 8-3, где показаны наибольшие измеренные напряжения при раз­ личных комбинациях типов обмоток.

Из табл. 8-3 видно, что условия при импульсе в прин­ ципе одинаковы как при разных, так и одинаковых ти­ пах обмоток. При приложении импульса к вводу высше­ го напряжения А напряжения на общей обмотке опре­ деляются конструкцией последовательной обмотки, ко­ торая определяет также и напряжения при приложении импульса к вводу низшего напряжения Б.

261

1 , Рис. 8-6. Схема соединения

обмоток автотрансформатора с регулировочной и третичной обмотками.

/ — ввод BH; 2 — ввод НН; 3 — ре­ гулировочная обмотка; 4 — третич­ ная обмотка; 5 —стержень.

777777777777777777. —

пряжения могут быть переданы емкостным путем в тре­ тичную обмотку при падении импульса со стороны низ­ шего напряжения; они могут достигать 30—40% ампли­ туды падающего импульса. Эти перенапряжения могут быть снижены с помощью электростатического экрана, помещенного между регулировочной и третичной обмот­ ками [Л. 8-17].

8-2. Импульсные процессы в автотрансформаторе

с регулированием напряжения с помощью последовательного трансформатора

конструкцию автотрансформатора, а также регулирую­ щего устройства.

На рис. 8-7 показана обмотка низшего напряжения 4 последовательного трансформатора, на которую подает­ ся переменное напряжение от возбуждающей обмотки 1 автотрансформатора. Это напряжение трансформируется из обмотки 4 в ВЫСОКОВОЛЬТНУЮ обмотку 5 последователь­ ного трансформатора. Соответствующее расположение обмоток автотрансформатора показано на рис. 8-8.

262

До того как исследовать импульсные процессы в схе­ ме регулирования, показанной на рис. 8-7, необходимо определить деформацию прямоугольного импульса на­ пряжения при прохождении через обмотку высокого на­ пряжения последовательного трансформатора, включенного в рассечку линии.

263

Применив преобразование Лапласа, получим для изо­ бражений напряжения U и тока /:

где

z=/(-ê-)/0-'"£)• <8'6>

причем через /7 обозначен оператор дифференцирования

d/dt.

Учтя граничные условия в начале и на конце обмот­ ки, получим для напряжения в точке х при единичном импульсе

Чтобы получить выражения, соответствующие фронту и спаду импульса, достаточно провести обратное преоб­

При прохождении единичного импульса спад импуль­ са, следовательно, не деформируется.

Затем для Z получим из (8-5) и (8-6):

* = / [ - £ - ( ' — £ ) ] = / £ V ( w m ) • <8-' '>

264

Тогда для напряжения па конце обмотки получим:

Процессы на фронте волны длятся очень малое вре­ мя. Значения р, соответствующие малым временам (lim/—Я)), очень велики (limp—>-°°), и, следовательно, операторное изображение может быть получено путем подстановки limp—*-оо в (8-12).

Тогда

может быть преобразовано в сумму геометрической про­ грессии

Отсюда согласно (8-13)

/1=0

265

Применив обратное преобразование к этому ряду, по­ лучим напряжение и(1) на конце обмотки

Таким образом, волна, попадающая в линию после прохождения через обмотку трансформатора, скачкооб­ разно возрастает в момент г = 0 благодаря наличию про­ дольной емкости К до величины 1/ch Y (С/К) I, после чего сначала волна снижается с увеличением времени, проходит через минимум и затем при больших временах приближается асимптотически к конечному значению, равному 1.

Рис. 8-10. Форма импульсного напря­ жения после прохождения через после­ довательный трансформатор.

обмотки с сосредоточенными параметрами). Для мощных последовательных трансформаторов величина V (С/К)1 лежит в пределах 10—25, так что напряжение, передан-

266

Полученные результаты были проверены измерения­ ми на обмотке, заземленной через сопротивление 600 Ом. Осциллограммы напряжений приведены на рис. 8-11, где

267

го напряжения последовательного регулировочного транс­ форматора, а по достижении точки D автотрансформа­ тора преломляется и отражается, так как здесь имеет ме­ сто скачкообразное изменение волнового сопротивления.

3 автотрансформатора или заземлен через любое сопро­ тивление. Как будет показано в дальнейшем, эти резуль­ таты полностью подтверждаются экспериментами. Пря­

напряжение имеет место только вблизи линейного ввода Л. Напряжение в точке В, соответствующее начальному распределению, пренебрежимо мало, что в равной сте­

Квазистационарная составляющая импульса, соответ­ ствующая спаду волны, вызывает в магнитопроводе ав­ тотрансформатора магнитный поток, индуктирующий напряжение в обмотке возбуждения /. Это напряжение передается через обмотку 4 на обмотку 5 последователь­ ного трансформатора.

Для случая, когда,конец В обмотки 3 автотрансфор­ матора присоединен к воздушной линии (г; = 300-^-

268

500 Ом), квазистационарная составляющая напряжения UpfD в точке D равна [Л. 8-8]:

ность рассеяния последовательного трансформатора, от­

номинальное напряжение обмотки 2 автотрансформато­

То же самое получим при изолированном конце В автотрансформатора.

Как уже упоминалось, напряжение в точке D, соот­ ветствующее емкостному начальному распределению напряжения, равно нулю (ыов = 0). Так как начальное на­ пряжение Иов и конечное напряжение uPfD отличаются друг от друга, возникает переходный процесс в форме свободных колебаний,-сопровождающих переход от на­ чального к конечному напряжению. Поэтому для резуль-

269