Значения углов сдвига по фазе линейного низшего напряжения (нн) относительно линейного высшего напряжения (вн) при различных схемах соединения и группах

Группа соединения	Y/Y0-0	Y/Δ-11	Δ/Y-11
Угол	0	30 (емк)	30 (емк)

– фазометр φ, позволяющий измерить угол отставания в градусах векторов линейных напряжений обмотки НН по отношению к векторам соответствующих напряжений обмотки ВН. При этом обмотка напряжения фазометра φ, рассчитанная на 220 В, подключена к выводам А и В обмотки ВН, а токовая обмотка фазометра через добавочный резистор R подключена к выводам а и в обмотки НН. Резистор R выполняет двоякую функцию: а) ограничивает силу тока в обладающей малым сопротивлением токовой обмотке фазометра; б) делает равным нулю разность фаз между указанным током и линейным напряжением U_ав (НН).

При сборке схемы (рис.2.1,а) необходимо подсоединить с учетом маркировки (начала отмечены знаком «*») зажимы фазометра к соответствующим выводам обмоток ВН и НН испытуемого трансформатора.

Если начала и концы фазных обмоток трансформатора промаркированы правильно и фазы обмоток соединены в соответствующую группу, то необходимо произвести проверку группы соединений обмоток прямым методом в соответствие со схемой (рис.2.1). Используемый в схеме фазометр устроен таким образом, что если его ток отстает по фазе от приложенного к нему напряжения, то стрелка прибора отклоняется от нулевого значения по часовой стрелке (инд) и наоборот. Поскольку резистор R устраняет сдвиг по фазе между током фазометра и приложенным к его токовой обмотке линейным напряжением U_ав, то в схеме (рис.2.1,а) показания прибора соответствуют сдвигу по фазе линейного напряжения обмотки U_ав (НН) относительно линейного напряжения обмотки ВН.

При соединении фаз обмоток в соответствии с заданной группой показания фазометра должны соответствовать значениям, указанным в табл.2.1.

выполнить проверку их групп (при проверке вывод нейтральной точки обмотки в схеме соединения Y_н не используется).

Y/Y_н-0, Y/Δ-11, Δ/Y_н-11

9 10 11 12 1 2 3

4. Построить для указанных соединений и групп (Y/Y_н-0, Y/Δ-11, Δ/Y_н-11) совмещённые потенциальные векторные диаграммы фазных и линейных напряжений обмоток высшего и низшего напряжения испытуемого трансформатора. Используя векторные диаграммы, определить группу соединения трехфазного трансформатора.

5. Сделать выводы по лабораторной работе.

Контрольные вопросы:

1. Объясните способы соединения фаз обмоток, используемых в силовых трехфазных трансформаторах?

2. Как обозначаются выводы обмоток ВН и НН трехфазных трансформаторов?

3. Как расположены фазы обмоток ВН и НН на стержнях магнитопровода в группах соединения Y/Y_н-0, Δ/Y_н-11,Y/Z_н-11?

4. Что обозначает схема соединения Δ/Y понижающего трансформатора?

5. Чем отличаются схемы соединения Δ/Y и Y/Y силового трансформатора?

6. Что называется группой соединения обмоток трехфазного трансформатора?

7. Для чего необходимо определять группу соединения обмоток трехфазного трансформатора?

8. Почему нельзя включать на параллельную работу трансформаторы с различными группами соединения обмоток?

9. Перечислите стандартные группы соединения обмоток трехфазного трансформатора?

10. Какие группы соединения обмоток трехфазного трансформатора являются нестандартными?

11. Какие группы можно получить при круговой перестановке фаз обмоток ВН понижающего трансформатора против часовой стрелки и схеме соединения Y/Y и Δ/Y?

12. Какие существуют способы проверки группы соединения обмоток трехфазного трансформатора.

13. Опишите прямой метод экспериментальной проверки группы соединения обмоток трехфазного трансформатора.

14. Как теоретически определить группу соединения обмоток трехфазного трансформатора, если известны схема соединения, расположение фаз по стержням, маркировка выводов и направление намотки?

15. Как с помощью векторных диаграмм линейных напряжений обмоток ВН и НН определить группу соединения трансформатора?

16. Для чего необходима правильная маркировка выводов фазных обмоток?

17. Как определить правильность маркировки фазных обмоток трансформатора?

Трансформаторы, служащие для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем (на электростанциях, подстанциях и промышленных предприятиях, в городских и сельских сетях), называются силовыми.

К паспортным данным трехфазного трансформатора относятся: номинальная полная мощность S_н [кBA]; номинальное высшее U_ВН [кB] и низшее U_НН [кB] напряжения; ток холостого хода i₀ и напряжение короткого замыкания u_к в процентах; мощность потерь холостого хода P_X (Вт) и короткого замыкания P_к (Вт); номинальная частота тока f_н=50 Гц и группа соединения обмоток трансформатора, например Y/Y_н-0.

Зачем эта чушь? Для повышающих трансформаторов номинальное первичное напряжение меньше номинального вторичного напряжения, при этом U_1н = U_НН<U_2н= U_ВН и коэффициент трансформации  1. Для понижающих трансформаторов номинальное первичное напряжение меньше номинального вторичного напряжения, т.е. U_1н= U_ВН >U_2н = U_НН, а коэффициент трансформации  1.

Порядок выполнения работы

Методические указания к выполнению работы

Может, такое название параграфа по всему тексту?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы:

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия генератора постоянного тока.

2. Снять его основные характеристики: холостого хода, внешнюю и регулировочную.

3. Установить характер влияния способа возбуждения на рабочие свойства генератора постоянного тока.

Основные теоретические положения

Машина постоянного тока состоит из неподвижной части – статора, и вращающейся – якоря (рис.3.1,а). Генератор и двигатель имеют одинаковую конструкцию.

а) б)

Рис.3.1. Машина постоянного тока: а) – устройство, б) – схема смешанного возбуждения

Статор машины постоянного тока состоит из станины 1, с внутренней стороны которой крепятся главные и добавочные полюсы. Станина является частью магнитопровода машины и выполняется из ферромагнитных материалов. Сердечники 2 главных полюсов собираются из листов электротехнической или конструкционной стали толщиной 0,5…2 мм и спрессовываются с помощью неподвижных щек и стяжных шпилек. Так как магнитный поток полюсов в стационарных режимах работы не изменяется, то листы друг от друга не изолируются. Для обеспечения требуемого распределения магнитных линий в воздушном зазоре сердечники главных полюсов выполняются с полюсными наконечниками.

На главных полюсах размещается обмотка возбуждения (при электромагнитном возбуждении), состоящая из последовательно соединенных катушек 3. Число главных полюсов всегда четное. Чередование северных (N) и южных (S) полюсов достигается соответствующим соединением выводов катушек возбуждения отдельных полюсов.

Электромагнитное возбуждение может быть реализовано схемами независимого, параллельного, последовательного (в генераторах не используется) и смешанного возбуждения, отличающиеся соединением обмотки возбуждения главных полюсов относительно якоря. В лабораторной работе используется генератор смешанного возбуждения (рис.3.1,б), в котором на главных полюсах расположено две обмотки: параллельная и последовательная, подключенные соответственно к цепи якоря.

Для улучшения условий коммутации (уменьшения искрения под щетками) между главными полюсами устанавливаются добавочные полюсы. Сердечники 4 добавочных полюсов изготовляются обычно из конструкционной стали. Катушки 5 добавочных полюсов включаются последовательно с обмоткой якоря (рис. 3.1,б).

Вращающаяся часть машины состоит из якоря и коллектора. Сердечник якоря 6 имеет форму цилиндра, собирается из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и прессуется нажимными кольцами. Для снижения потерь на вихревые токи отдельные листы изолируются друг от друга. В пазах сердечника укладывается обмотка якоря 7, состоящая из отдельных секций, которые соединяются между собой последовательно в процессе пайки их концов на коллекторе.

На валу якоря устанавливается цилиндрический коллектор 8. Он состоит из медных пластин трапецеидальной формы, изолированных друг от друга и от вала якоря. К пластинам коллектора припаиваются начала и концы (места их соединений) отдельных секций обмотки якоря. Порядок их соединения определяет тип обмотки.

В простой петлевой обмотке (рис. 3.2,а) на каждой коллекторной пластине конец одной секции соединен с началом другой, лежащей в соседнем элементарном пазу. Концы секций в этой обмотке присоединены к соседним коллекторным пластинам. При этом одновитковая секция имеет форму петли, из-за чего обмотка получила соответствующее название.

В простой волновой обмотке (рис. 3.2,б) на каждой коллекторной пластине конец одной секции соединен с началом другой, расположенной приблизительно через двойное полюсное деление. При этом одновитковая секция имеет форму волны, что дало соответствующее название этой обмотке.

а) б)

Рис.3.2. Обмотки якоря машины постоянного тока: а) – прстая петлевая, б) – прстая волновая

К цилиндрической рабочей поверхности коллектора прилегают щетки 9, которые удерживаются в контакте с коллектором с помощью щеткодержателей. Щетки устанавливают на коллекторе таким образом, чтобы они контактировали с теми секциями, которые находятся посередине междуполюсного пространства – «на линии геометрической нейтрали». Этот термин применяют и к положению щеток, хотя за счет отгиба лобовых частей пространственное положение оси щеток примерно соответствует оси главных полюсов (см. рис. 3.1,а и рис. 3.2).

Щеточно-коллекторный узел посредством скользящего контакта соединяет вращающуюся обмотку якоря с неподвижной внешней цепью, например, с нагрузкой, получающей питание от обмотки якоря в режиме генератора.

Маркировка выводов обмоток машины постоянного тока в соответствии с ГОСТ приведена в табл. 3.1.

Таблица 3.1