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.