Переходные процессы, вызванные перенапряжением

 

Перенапряжения, т.е. повышение напряжения возможны а) на шинах трансформаторов вызванное явлением атмосферного характера, при коротких замыканиях в сети, при включении и выключении трансформатора на сеть и т.д. Во всех этих случаях возникает электромагнитная волна распространяющаяся со скоростью света и, достигнув трансформатора, частью отражается, часть проникает в трансформатор.

Самый опасный случай, когда волна имеет форму, приближающую к прямоугольной. Действие такой волны воспринимается трансформатором, как действие периодической волны большой частоты, так как при увеличении последней наклон синусоидальной кривой становится все круче и в пределе приближается к вертикали. В этих условиях трансформатор ведет себя совершенно иначе, чем при установившемся режиме.

В самом деле, до сих пор говоря о трансформаторе, мы имели в виду только индуктивные сопротивления xL = wL. В действительности существует еще и емкостные связи.

 

Покажем в упрощенном виде:

CK – емкость между соседними катушками

C30 – емкость катушки на земле

, Собз = nкС30

Входная емкость трансформатора

Емкостное сопротивление , при нормальной частоте емкостное сопротивление настолько велико по отношению xL = 2pf1L, поэтому ток практически проходит по xL.

По мере увеличения частоты соотношения xL и xC изменяется xL увеличивается, xС – уменьшается. При f » ¥, xL » ¥, xС = 0 т.е. при этом ток будет протекать только по емкостным связям, минуя обмотку. Процесс будет зависеть от того, заземлена ли нейтраль или нет.

 

а) Перенапряжения в трансформаторе с заземленной нейтралью:

Так как ток протекает только по емкостным связям, то процесс распределения волны

сводится к зарядке системы конденсаторов.

Различают два предельных случая распределения напряжения в момент времени t = 0:

а) когда есть емкости только между катушками (Ск);

б) когда имеются емкости только на землю С30.

В первом случае емкости С соединены последовательно и ток протекает одной и той же величины, так как CAB = CBC = CCD, то получаем равномерное распределение напряжения (кривая 1), такое же распределение существует и при установившемся режиме. Следовательно, является наиболее благоприятным(1). Во втором случае весь ток протекает только через первый сверху конденсатор (т.к. xL = ¥)(2), т.е. напряжение падает на первую катушку, а следовательно напряжение во много раз больше номинального. Это может привести к пробою первых катушек.

Реально существует одновременно обе емкостные связи и напряжение U распределяется между этими пределами (кривая 3). Здесь на первый виток приходится не все напряжение, а DU, но все же настолько значительное что может произойти пробой. Поэтому у трансформаторов на 35 кв и выше первые катушки выполняются с усиленной изоляцией. Кривая (3) дает распределение напряжения в момент t = 0, установившийся режим (1) . Так как трансформатор состоит как бы из системы C и L соединенных различным образом цепи C и L создают резонансные контура, то переход от начального распределения (3) к установившемуся (1) происходит в результате колебательного процесса. Следовательно после момента времени t = 0(3), наступает момент (4). Видим, что и конечные витки могут быть под повышенным напряжением. В дальнейшем процессе будет затухать за счет активного сопротивления обмоток. Вообще опасность пробоя возможна для любого витка.

 

б) Перенапряжения в трансформаторе с изолированной нейтралью.

В начальный момент распределение напряжения U такое же, как и с заземленной нейтралью но при установившемся режиме все точки обмотки находятся под одним и тем же напряжением Uл (2). Так как трансформатор состоит из контуров C, L происходит колебательный процесс и достигает какой то кривой (3), затем за счет активного сопротивления процесс затухает.

По сравнению с предыдущим случаем пределы колебаний напряжения гораздо шире, что составляют существенный недостаток систем с изолированной нейтралью. Поэтому у высоковольтных трансформаторов нейтраль обычно заземляют.

Меры защиты от перенапряжений:

Усиливают изоляцию входных катушек, а так как при этом ухудшается теплоотдача, то уменьшается плотность тока. Увеличивают сечение в 2 раза.

Перенапряжения вызывается резонансными контурами, т.е. трансформатор резонирующий. Чтобы сделать трансформатор не резонирующим нужно устранить действие емкостей на землю С30, оставив только межкатушечные емкости Ск. В этом случае переход к установившемуся режиму происходит без колебаний напряжения или во всяком случае с ограниченными колебаниями.

Устранить емкость на землю конечно нельзя, но их можно скомпенсировать, для этой цели устраиваются экраны, находящиеся под напряжением и изолированные от обмотки. Применяя многослойные концентрические обмотки, где емкость между слоями значительно превосходит емкость на землю.

Для защиты трансформатора используются разрядники

1 - разомкнутая шайба (изоляция).

 

II Асинхронные машины

2.1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя

 

Слово асинхронно означает неодновременное вращение поля статора и ротора.

Асинхронные машины самые распространенные, так как они являются наиболее простыми и надежными в эксплуатации. Асинхронная машина была изобретена М.О. Доливо-Добровольским и она была настолько совершенной, что до сих пор существенного изменения не получила.

Асинхронная машина имеет две главных части:

1) статор – неподвижная часть машины;

2) ротор – подвижная часть машины.

1. Статор представляет собой магнитопровод выполненный из листов электротехнической стали в виде полого цилиндра. Внутри этот цилиндр зубчатый, т.е. имеет выступы и пазы, в которые укладывается обмотка, предназначенная для создания вращающего магнитного поля. Обмотка состоит из 3-х фаз, оси которых сдвинуты на 120°.

 








Дата добавления: 2019-07-26; просмотров: 311;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.