9.Параллельная работа

Условия включения на параллельную работу. В большинстве случаев при значительной мощности электрической установки целесообразно иметь не один, а несколько трансформаторов меньшей мощности, включенных параллельно на общую нагрузку. Такое дробление общей трансформаторной мощности позволяет лучше решать проблему энергоснабжения потребителей, отключать часть трансформаторов при уменьшении нагрузки, проще проводить профилактический ремонт трансформаторов и пр. Для включения трансформаторов Tp1 и Тр2 на параллельную работу (рис. 2.50, а) необходимо, чтобы при холостом ходе в их обмотках не возникали уравнительные токи и чтобы нагрузка распределялась между обоими трансформаторами в соответствии с их номинальной мощностью. Для этого требуется соблюдать ряд условий.

При неравенстве ЭДС E20I и E20II параллельно работающих трансформаторов (их вторичных напряжений при холостом ходе возникает уравнительный ток.

Этот ток вызывает циркуляцию мощности от одного трансформатора к другому, а следовательно, неравномерную нагрузку трансформаторов, сопровождающуюся увеличением потерь и нагрева.

Из формулы следует, что первым необходимым условием для включения трансформаторов на параллельную работу является равенство их вторичных ЭДС, т. е. вторичных напряжений холостого хода (предполагается, что первичные напряжения у них одинаковы, т. е. что трансформаторы подключены к одной и той же первичной сети). При этом трансформаторы должны иметь одинаковые коэффициенты трансформации. На практике допускается параллельная работа силовых трансформаторов, имеющих различие в коэффициентах трансформации не более 0,5 %, а для трансформаторов с k > 3 — не более 1 %. При таком различии в коэффициентах трансформации разность вторичных ЭДС ΔÉ (рис. 2.51, а) небольшая и уравнительный ток незначительный.

Вторым необходимым условием является совпадение по фазе ЭДС É20I и É20II. с тем чтобы их векторная разность ΔÉ = É20I - É20II равнялась нулю. Для этого параллельно работающие трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединений. При невыполнении этого условия между одноименными зажимами вторичных обмоток возникает разность ЭДС ΔÉ (рис. 2.51, б), вызывающая появление уравнительного тока.

Если при параллельной работе напряжения uк не равны, то перегружается трансформатор с меньшим значением ик, т. е. с меньшим сопротивлением ZK. В этом случае придется уменьшить общую нагрузку всей группы параллельно работающих трансформаторов, т. е. установленная мощность трансформаторов недоиспользуется.

При неравенстве активных uка и реактивных икр составляющих напряжений короткого замыкания токи параллельно работающих трансформаторов сдвинуты по фазе на некоторый угол. При этом суммарный ток, отдаваемый нагрузке, равен векторной сумме токов всех трансформаторов, т. е. меньше их алгебраической суммы. Следовательно, и в этом случае номинальная мощность трансформаторов используется не полностью.

У трансформаторов различных мощностей составляющие uк.а и uкр различны: у трансформаторов большей мощности uкр больше, а uка меньше, чем у трансформаторов меньшей мощности. Поэтому не рекомендуется включение на параллельную работу трансформаторов с отношением номинальных мощностей больше трех.

10.Влияние повышенного напряжения Влияния высших гармоник на трансформаторы Гармоники напряжения вызывают в трансформаторах увеличение потерь на гистерезис и потерь, связанных с вихревыми токами в стали, а так же потерь в обмотках. Сокращается также срок службы изоляции. Увеличение потерь в обмотках наиболее важно в преобразовательном трансформаторе, так как наличие фильтра, присоединяемого обычно к стороне переменного тока, не снижает гармоники тока в трансформаторе. Поэтому требуется устанавливать большую мощность трансформатора. Наблюдаются также локальные перегревы бака трансформатора. Отрицательный аспект воздействия гармоник на мощные трансформаторы состоит в циркуляции утроенного тока нулевой последовательности в обмотках, соединенных в треугольник. Это может привести к их перегрузке.

11.Устройство и принцип действия асинхронного двигателя. Скольжение. Устройство асинхронного двигателя Схематично устройство асинхронного двигателя показано на рис. 9.7, а

Неподвижная часть машины – статор – представляет собой полый цилиндр, составленный из листов электротехнической стали. Зубчатые листы в сборе образуют на внутренней поверхности пазы, в которые укладывается трехфазная обмотка. Одна фаза этой обмотки показана на рис. 9.7, б; на рис. 9.7, в – условное графическое обозначение трехфазной обмотки. Выводы этой обмотки соединены с клеммной колодкой

для подключения к сети, или «звездой» (рис. 9.8, а), или треугольником (см. рис. 9.8, б).

Вращающаяся часть двигателя – ротор – имеет форму цилиндра и

подобно статору набирается из листов электротехнической стали. В пазах ротора укладывается обмотка, которая может быть выполнена в двух вариантах. Короткозамкнутая обмотка (рис. 9.9, а) выполняется в форме «бе-

личьего колеса». При этом обмотку и сталь ротора не изолируют друг от друга, а просто пазы ротора заливают алюминием, а с торцевой части также литьем все проводники замыкают накоротко.

Обмотка фазного ротора выполняется, подобно обмотке статора, изолированным проводом. Ее соединяют в «звезду», а начала обмоток присоединяют к трем контактным кольцам, изолированным друг от друга и

жестко сидящим на валу. С помощью щеток эта обмотка подключается к внешней цепи (см. рис. 9.9, б).

Принцип действия асинхронного двигателя

При подключении обмотки статора к трехфазной цепи ток в этих обмотках создает круговое вращающееся (бегущее) магнитное поле. Вращающееся магнитное поле условно покажем с помощью двух вращающихся со скоростью ω0 магнитов Пересекая проводники обмотки статора, ВМП наводит в них ЭДС (закон электромагнитной индукции). Направление ЭДС определяется правилом правой руки. В верхних проводниках под северным полюсом ЭДС будет направлена к нам, в нижних – от нас. Под действием ЭДС вращения в проводниках обмотки ротора возникает ток, совпадающий по направлению с ЭДС. На ток в магнитном поле действует сила (закон Ампера), направление которой определяется правилом левой руки. Суммарное действие сил приводит к созданию вращающегося момента, направленного в сторону

вращения поля. То есть поле статора увлекает за собой ротор. Однако скорость вращения ротора ω должна быть меньше скорости вращения поля ω0. В противном случае, если допустить равенство этих скоростей, то проводники обмотки ротора будут неподвижны относитель-

но ВМП, следовательно, в них не будет образовываться ЭДС и, в конечном счете, вращающий момент будет равен нулю. В результате ротор начнет отставать от ВМП, т.е. будет вращаться асинхронно. Отставание ротора от

поля статора оценивается скольжением

где n – скорость вращения (об/мин). При номинальной нагрузке на валу двигателя SH = 2 – 6 %. Напри-

мер, если скорость вращения поля n0 = 3000 об/мин, а скольжение SH = 5 %, то номинальная скорость вращения ротора nH = 2850 об/мин. Если двигатель не нагружен (режим холостого хода), то скольжение составляет около 1 %. Под нагрузкой с увеличением тормозного момента скорость вращения ротора уменьшается, то есть увеличивается скорость относительного движения ротора и ВМП (ω0 – ω), увеличиваются ЭДС в проводниках ротора, ток и вращающий момент. Уменьшение скорости ротора и возрастание вращающего электромагнитного момента Мэмвр будет происходить до тех пор, пока не наступит

механическое равновесие: Мэмвр = Мс, где Мс – момент сопротивления рабочей машины (исполнительного механизма и т.д.).

Асинхронный двигатель подобно двигателю постоянного тока обладает свойством саморегулирования – автоматически поддерживать равен-

ство между вращающим и тормозным моментами.