ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ
Ответы на вопросы
Опишите явления коммутации тока в якорных обмотках машин постоянного тока. Виды коммутации.
Ответ
При вращении якоря машины постоянного тока коллекторные пластины поочередно вступают в соприкосновение со щетками. При этом переход щетки с одной пластины на другую сопровождается переключением секции обмотки из одной параллельной ветви в другую и изменением тока в этой секции. Под коммутацией в машинах постоянного тока понимают явления, вызванные изменением направления тока в проводниках обмотки якоря при переходе их из одной параллельной ветви в другую, т. е. при пересечении линии, по которой расположены щетки (от лат. commulatio — изменение).
На рис. 1,а показана секция перед коммутацией на рис. 1,б – секция в процессе коммутации (замкнутая накоротко через щетки 1, 2), на рис. 1,в – секция после коммутации.
![]() |
Рисунок 1 — Секция перед коммутацией (а), в процессе коммутации (б), после коммутации (в) |
Процесс переключения секции протекает достаточно быстро: время коммутации одной секции, называемое периодом коммутации Тк, составляет примерно 0,001 – 0,0003 с.
Явления, происходящие при коммутации, существенно влияют на надежность и долговечность работы машины постоянного тока.
При плохой коммутации появляется значительное искрение под щетками и связанное с ним обгорание коллектора.
Различают коммутации трёх видов, которые описывают различные способы перехода секции из одной параллельной ветви в другую. При этом важными показателями являются: скорость изменения тока в секции; плотность тока, проходящего в сбегающую и набегающую пластины; непрерывность тока.
|
1. Прямолинейная коммутация – плотность тока под набегающим краем щетки равна плотности тока под сбегающим краем. Темная коммутация (почти не искрит).
2. Криволинейная ускоренная коммутация – плотность тока J под набегающим краем щетки больше, чем под сбегающим. Щетка искрит.
3. Криволинейная замедленная коммутация – плотность тока под сбегающим краем больше чем под набегающим.
Способы улучшения коммутации:
а) выбор щеток;
б) уменьшение реактивной ЭДС в коммутирующих секциях;
в) добавочные полюса.
Параллельная работа трансформаторов. Последствия несоблюдения условий включения на параллельную работу.
Ответ
Под параллельной работой трансформаторов понимают их совместную работу на шины, к которым подключен потребитель (рис. 2). Питание по высокой стороне трансформаторы могут получать от разных источников, но общность режима работы заключается в питании секции шин, имеющих электрическую связь.
![]() |
Рисунок 2 — Схема параллельного подключения двух трансформаторов |
Подключение нескольких трансформаторов на параллельную работу обусловлено требованием решения существенных проблем, связанных с электроснабжением потребителей, таких как:
- повышение нагрузки в сети, превышающей мощность основного трансформатора;
- безопасная эксплуатация трансформаторов (вероятность отказа сразу двух трансформаторов чрезвычайно мала);
- недостаток расчетного места (в основном, это габаритные размеры по высоте) для одного мощного трансформатора;
- использование трансформаторов в соответствии со стандартными габаритными размерами на территории электроустановки.
|
При выполнении условий работы трансформаторов, подключенных параллельно, величина полной мощности должна быть равна суммируемым величинам мощностей. В этом случае, должно соблюдаться условие равенства величин сопротивлений в сети и коэффициента трансформации. В случае несоблюдения равенства величин мощности происходит разделение нагрузки соответственно номиналам, но при этом коэффициенты трансформации должны быть одинаковыми.
В случае разницы мощностей трансформаторов более чем в 2 раза режим работы, подключенных в параллель трансформаторов, не должен быть постоянным.
Параллельная работа подразумевает обязательные и, несомненно, важные условия параллельной работы трансформаторов, всего существует 5 условий. Включенные приборы работают правильно при следующих условиях:
1) Самое важное условие параллельной работы – сфазированность трансформаторов. При несоблюдении этого условия, и включении их на одни шины произойдёт междуфазное короткое замыкание. Фазировка высоковольтного оборудования выполняется по цепям вторичного напряжения. Фазы соединений согласовываются со стороны низкого и высокого напряжения.
2) Напряжения на первичных и вторичных обмотках обоих трансформаторов должны иметь равное значение. Напряжение трансформаторов должно соответствовать классу изоляции. Из этого следует, что коэффициенты трансформации также должны быть равными, разница между ними должна быть в диапазоне (согласно ПТЭЭП). Различие коэффициентов трансформации или даже несовпадение состояния РПН или ПБВ соответствующего положения отпаек, способствует возникновению результирующего напряжения, которое появляется во вторичной обмотке.
|
3) Напряжения короткого замыкания (Uк.з.) обоих трансформаторов должны быть равны. Термин «напряжение короткого замыкания» характеризует потери в обмотках трансформатора. Чем выше напряжение Uк.з., тем больше сопротивление обмотки, а значит, трансформатор с малым значением напряжения короткого замыкания будет работать с постоянным перегрузом из-за потребления высокой нагрузки. Максимально допустимое отношение Uк.з - не более 10% (ПТЭЭП, п. 2.1.19).
4) Группы соединений обмоток должны соответствовать друг другу и быть одинаковыми. При несоблюдении этого условия наблюдается сдвиг фаз на определенный угол, что способствует возникновению уравнительных токов.
5) Мощность параллельно подключаемых трансформаторов не должна различаться более чем в 3 раза. Если это условие не выдержано, менее мощный трансформатор будет перегружен.
При соблюдении перечисленных выше основных условий включения трансформаторов на параллельную работу, достигается безопасность работы электроустановки, повышается уровень надежности электроснабжения потребителя.