Внезапное короткое замыкание на зажимах вторичной обмотки трансформатора.

Оно возникает из-за различных неисправностей: механического повреждения изоляции или ее электрического пробоя при перенапряжениях, ошибочных действиях обслуживающего персонала и др. Короткое замыкание — это аварийный режим который может привести к разрушению трансформатора.

При внезапном коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки в трансформаторе возникает переходный процесс, сопровождаемый возникновением большого мгновенного тока к.з. i _к. Этот ток можно рассматривать как результирующий двух токовустановившегося тока i _к.уст и тока переходного процесса i _к.пер, постоянного по направлению, но убывающего по экспоненциальному закону.

Наиболее неблагоприятные условия к.з. могут быть в момент когда мгновенное значение первичного напряжения равно нулю (u₁ = 0). На рис. 4.2 построена кривая тока к.з, i _к для этого условия. Ток внезапного к.з. (ударный ток) может достигать двойного значения установившегося тока к.з. и в 20—40 раз превышать номинальное значение тока.

Рис. 4.2. Графики переходных процессов при внезапном к.з.

Переходный процесс при внезапном к.з. у трансформаторов малой мощности длится не более одного периода, а у трансформаторов большой мощности — 6—7 периодов. Затем трансформатор переходит в режим установившегося к.з., при этом в обмотках протекают токи i _к.уст, значения которых хотя и меньше тока i _к при переходном процессе, но все же во много раз превышают номи­нальное значение тока. Через несколько секунд срабатывают защитные устройства, отключаю­щие трансформатор от сети. Но несмотря на кратковременность процесса к.з., он представляет собой значительную опасность для обмоток трансформатора: во-первых, чрезмерно большой ток к.з. резко повышает температуру обмотки, что может повредить ее изоляцию; во-вторых, резко увеличиваются электромагнитные силы в обмотках трансформатора.

Вопрос 2 Угловые характеристики СМ.

Угловая характеристика синхронного двигателя, так же как и для генератора, — это зависимость электромагнитной мощности Р или электромагнитного момента Мот угла рассогласования 0 (см. рис. 4.6.2), которая аналитически описывается выражением (4.6.3) или (4.6.4). Следует учитывать, что при переходе из генераторного в двигательный режим работы, как было отмечено в параграфе 4.9, изменяется знак угла 0, что приводит к изменению знака мощности и момента. Однако оперирование с отрицательными мощностями и моментами неудобно, поэтому они условно принимаются положительными.

Амплитуда угловой характеристики (М_макс или Р_макс) характеризует перегрузочную способность синхронного двигателя или предел его статической устойчивости в синхронизме:

Перегрузочная способность зависит от напряжения сети и ЭДС?₀, т.е. от тока возбуждения ротора. Таким образом, перегрузочную способность двигателя можно регулировать током возбуждения. Номинальный момент двигателя соответствует углу рассогласования не более 30°. Поэтому перегрузочная способность синхронных двигателей всегда больше двух. У двигателей с резко переменным моментом сопротивления (для привода дробилок, поршневых насосов) она достигает 3,5.

Как все электродвигатели, синхронный двигатель обладает свойством саморегулирования: при изменении момента сопротивления на валу изменяется угол рассогласования 0 и электромагнитный вращающий момент становится равным моменту сопротивления. При этом изменяются активная мощность и ток статора двигателя. Однако частота вращения остается неизменной: механическая характеристика синхронного двигателя — зависимость п₂(М) — представляет собой горизонтальный отрезок прямой линии.

На угловых характеристиках (рис. 4.10.1) значение момента сопротивления на валу показано горизонтальной линией. Ее пересечение с восходящими ветвями угловых характеристик, где возможна устойчивая работа синхронного двигателя, дают значения рабочих углов рассогласования 0. На нисходящих ветвях угловых характеристик, так же как и для генератора, устойчивая работа двигателя невозможна.

При большом токе ротора его магнитное поле становится сильнее, угол рассогласования полюсов уменьшается. Если уменьшить ток ротора, то момент сопротивления на валу может оказаться больше максимального электро-

Рис. 4.10.1. Угловые характеристики синхронного двигателя

магнитного момента двигателя и ротор остановится. При этом ЭДС Е₀ = О и ток статора резко увеличивается, так как 1= (JJ- Еф)/)Х.

На рис. 4.10.2 приведены две угловые характеристики М(0) для разных значений тока ротора /_р, полученные на компьютерной модели синхронного двигателя (см. параграф 5.2). Каждая из угловых характеристик получена путем изменения тормозного момента при постоянном значении тока ротора. Результаты моделирования показывают, что амплитуда угловой характеристики увеличивается при повышении тока ротора.

Рис. 4.10.2. Угловые характеристики синхронного двигателя (Модель)

Ссылка на источник:

https://studme.org/277299/tehnika/uglovye_harakteristiki_sinhronnogo_dvigatelya

Вопрос 3 АД в режимах генератора, электромагнитного тормоза.

Режим генератора

Режим генератора у асинхронных машин является полной противоположностью режиму двигателя. Самым главным отличием является то, что при режиме двигателя, асинхронная машина потребляет из сети электрическую энергию. А в режиме генератора наоборот отдает в сеть выработанную электрическую энергию.

Режим генератора возможен только тогда, когда скорость вращения ротора n будет выше скорости вращающегося магнитного поля статора. В этом случаи скольжение S будит отрицательным. Для этого необходимо ускорить ротор синхронной машины, то есть посадить на вал ротора, какой-либо механизм (турбина, редуктор, другой двигатель).

режим генератора

Допустим ротор мы разогнали до 3500 оборотов в минуту, а скорость магнитного поля статора 3000 оборотов в минуту, определим скольжение:

Режим генератора у асинхронных машин не является часто используемым, и может применяться в узких специализированных областях, в маломощных электростанциях.

Стоит отметить, что при таком режиме работы, отдаваемая в сеть электроэнергия совпадает по частоте с частотой самой сети. Так как она зависит только от частоты вращения магнитного поля статора, которая как мы знаем не изменяется.

В использовании таких генераторов есть огромный плюс, в его устройстве отсутствуют скользящие контакты, вращающиеся обмотки, это обеспечивает надежную и долговременную эксплуатацию. Так же эти генераторы мало восприимчивы к коротким замыканиям в сети. Еще не маловажным условием работы является, наличие остаточной намагниченности ротора, которое усиливается конденсаторными установками, включенными в цепи статорных обмоток.

 

 

Ссылка на источник:

https://white-santa.ru/rejimi_raboti_-ad/

https://present5.com/elektricheskie-mashiny-elektricheskie-mashiny-generatory-dvigateli-mashiny/

Билет 15

Вопрос 1 Переходные процессы в трансформаторах.

При переходе трансформатора из одного уста­новившегося режима в другой возникают переход­ные процессы. Так как каждый установившийся режим характеризуется определенным значением энергии электромагнитных полей, то в течение переходного процесса происходит изменение энергии этих полей. Наибольший практический интерес представляют переходные процессы при включении трансформатора и коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки.