Хоть какой замкнутый путь, проходящий по нескольким веткам именуется контуром. На верхнем рисунке, контурами можно считать ABD; BCD; ABC.
Узел – место соединения трёх и более веток.
Точки К и Е не являются узлами.
Какие электрические цепи именуются линейными?
Линейной электрической цепью именуют такую цепь, все составляющие которой линейны. К линейным компонентам относятся зависимые и независящие идеализированные источники токов и напряжений, резисторы (подчиняющиеся закону Ома), и любые другие составляющие, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, более известны электрические конденсаторы и индуктивности.
В линейных эл. цепях неизменного тока векторы эдс, напряжения и тока совпадают по направлению, по диаграмме и ориентированы от плюса источника питания к минусу источника питания, по схеме!
Эдс численно равно работе по перемещению заряда в 1 Кл снутри источника. При этом посторонние силы двигают заряд против электрического поля. Означает ЭДС нужно брать со знаком плюс если направление обхода снутри источника от минуса к плюсу.
Потенциал это энергетическая черта поля. Он указывает какой энергией в данной точке поля обладает заряд + 1 Кл. Эта энергия равна работе по переносу заряда в 1 Кл из бесконечности в данную точку поля
Напряжение — это электродвижущая сила, которая толкает свободные электроны от 1-го атома к другому в том же направлении.
В электрических цепях напряжение может быть рассчитано в согласовании с треугольником Ома. Дабы отыскать напряжение (V), просто помножьте ток (I) на сопротивление (R).+
Напряжение (V) = ток (I) * сопротивление (R)
Трехфазные цепи и их характеристики
Методы соединения
Треугольник[править | править код]
Треугольник — такое соединение, когда конец первой фазы соединяется с началом 2-ой фазы, конец 2-ой фазы с началом третьей, а конец третьей фазы соединяется с началом первой.
Звезда
Звездой именуется такое соединение, когда концы фаз обмоток генератора (G) соединяют в одну общую точку, именуемую нейтральной точкой либо нейтралью. Концы фаз обмоток потребителя (M) также соединяют в общую точку.
Провода, соединяющие начала фаз генератора и потребителя, именуются линейными. Провод, соединяющий две нейтрали, именуется нейтральным.
Трёхфазная цепь, имеющая нейтральный провод, именуется четырёхпроводной. Если нейтрального провода нет — трёхпроводной.
Если сопротивления Za, Zb, Zc потребителя равны между собой, то такую нагрузку именуют симметричной.
Симметричным режимом трехфазной цепи именуют режим, при котором трехфазные системы токов и напряжений в этой цепи сразу симметричны. Для реализации такового режима нужно, дабы сопротивления всех фаз были одинаковы. На рис. 11.3 приведены векторные диаграммы, соответствующие для цепи при симметричном режиме в случае соединения нагрузки звездой (рис. 11.3а) и треугольником (рис. 11.3б).
Из приведенных диаграмм следуют обыкновенные соотношения, связывающие фазные и линейные токи и напряжения в симметричных режимах.
Вектора , и на рис. 11.3а образуют равнобедренный треугольник с углом 30 градусов при основании, поэтому
Подобные соотношения связывают другие линейные и фазные напряжения, также фазные токи с линейными в случае соединения треугольником, потому
— при соединении звездой,
— при соединении треугольником .
Активная мощность в случае симметричной трехфазной нагрузки определяется в виде:
где — угол сдвига между фазным напряжением и фазным током.
Аналогичный вид имеют выражения для реактивной и полной мощностей:
В симметричной трехфазной цепи токи и напряжения разных фаз одинаковы по амплитуде и отличаются только исходными фазами. Потому инфы об этих параметрах в одной из фаз довольно, дабы найти состояние всей трехфазной цепи. Поэтому, расчет трехфазной цепи может быть выполнен по схеме замещения, составленной для одной фазы. Разглядим на определенных примерах вопросы формирования и расчета таких схем.
Токи фазные и линейные
Токи в фазах генератора и приемника именуются фазными токами, а токив линейных проводах — линейными.
При симметричном режиме трехфазной цепи и соединении обмоток генератора звездой положительные направления токов в линейных проводах выбирают от генератора к приемнику, а тока – в нейтральном проводе в оборотном направлении. У симметричного трехфазного приемника либо у 3-х одинаковых приемников, соединенных звездой, сопротивления фаз равны по модулю , из чего следует, что линейные и фазные токи численно равны.
Любая часть многофазной системы, имеющая одинаковую характеристику тока, именуется фазой.
Фазное напряжение – появляется между началом и концом какой-нибудь фазы. По другому его еще определяют, как напряжение между одним из фазных проводов и нулевым проводом.
Линейное — которое определяют еще как межфазное либо между фазное – возникающее между 2-мя проводами либо одинаковыми выводами различных фаз. Показатель фазного напряжения составляет приблизительно 58% от характеристик линейного. Таким макаром, при обычных критериях эксплуатации характеристики линейных одинаковы и превосходят фазные в 1,73 раза. В трехфазной сети напряжение, обычно, оценивают по данным линейного напряжения. Для трехфазных линий, которые отходят от подстанции, устанавливается линейное напряжение номиналом 380 вольт. Это соответствует фазному в 220 вольт.
Так, токи, протекающие в каждой фазе, называют фазными и условно обозначают IА, IB, IC или условно Iф. Токи в ветвях нагрузки называют линейными. Их величина обуславливается величиной фазных напряжений, типом нагрузки. При чисто активной нагрузке токи схожи с напряжениями по фазе, а при индуктивной или емкостной нагрузке, токи могут опережать либо отставать от напряжения.
В обычных электросетях имеет место 2 способа соединения:
При соединении веток схемы треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой, т.е. выходит замкнутый контур. Для каждого узла схемы осуществляется баланс – сумма входящих токов равна сумме исходящих. При таком подключении и симметричной нагрузке осуществляется соотношение:
При соединении веток частей схемы звездой все окончания обмоток фаз подключают в один узел 0. Ввиду того, что фазы генератора соединяются последовательно с фазами электроприемников (нагрузки), то линейные токи по величине равны фазным:
Соединение потребителей трехфазного тока по схеме "звезда". Симметричный и несимметричный режимы.
При соединение фаз обмотки генератора (либо трансформатора) звездой их концы X, Y и Z соединяют в одну общую точку N, именуемую нейтральной точкой (либо нейтралью) (рис. 3.6). Концы фаз приемников (Za, Zb, Zc) также соединяют в одну точку n. Такое соединение именуется соединение звезда.
Провода A−a, B−b и C−c, соединяющие начала фаз генератора и приемника, именуются линейными, провод N−n, соединяющий точкуN генератора с точкой n приемника, – нейтральным.
Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода – трехпроводной.
РАСЧЕТ Главных ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, ЛИНЕЙНЫХ И ФАЗНЫХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ ОБМОТОК ВЫСШЕГО И НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЙ
Номинальный линейный ток обмоток ВН и НН трехфазного трансформатора определяется согласно [1] по следующей формуле:
(1.1)
где — мощность трансформатора, кВ·А; — номинальное напряжение соответственной обмотки, В.
Номинальный линейный ток обмотки высшего напряжения (ВН) рассчитываемого трансформатора:
(1.2)
Фазный ток обмотки ВН трансформатора равен линейному току, т.к обмотка ВН соединена в «звезду»:
(1.3)
Фазное напряжение обмотки ВН при соединении обмотки в «звезду» будет определяться по формуле:
(1.4)
Номинальный линейный ток обмотки низшего напряжения (НН):
(1.5)
Фазный ток обмотки НН трансформатора при соединении в «треугольник» определяется по формуле:
(1.6)
Фазное напряжение обмотки НН трансформатора при соединении в «треугольник» равно линейному напряжению:
(1.7)
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ Главных РАЗМЕРОВ
2.1 Выбор конструкции магнитной системы
Магнитная система трансформатора – конструкция, собранная из ферромагнитного материала и служащая для локализации основного магнитного поля трансформатора. При выборе магнитной системы прежде всего должны быть очень совмещены следующие характеристики трансформатора [1]:
— малый ток холостого хода;
— малый расход электротехнической стали;
— наибольший уровень наполнения места снутри обмоток;
— механическая крепкость и устойчивость трансформатора при токах недлинного замыкания.
В магнитной системе трансформатора выделяют две главные части: стержни и ярма. Стержни – те, части магнитопровода, на которых размещаются главные обмотки трансформатора, и которые служат для преобразования электроэнергии. Ярмом именуется часть магнитной системы, не несущая главных обмоток, а служащая для замыкания магнитной цепи.
Рассматриваемый в данной работе трансформатор относится ко II габариту с мощностью 100 – 1000 кВА и классом напряжения до 35 кВ.
Для данного типа трансформатора число ступеней в сечении стержня от 6 до 8. Примем 6.
Коэффициент kкр – коэффициент наполнения площади круга площадью ступенчатой фигуры для рассчитываемого трансформатора с числом ступеней 6 и с прессующей пластинкой равен:
Поперечное сечение ярма – многоступенчатое с числом ступеней на 1 – 2 меньше числа ступеней стержня, потому примем число ступеней ярма равным 5.
На основании принятых допущений приблизительный поперечник стержня примем равным 0,2 м.
Так как избранный за ранее поперечник стержня меньше 36 см, то на подготовительной стадии расчет охлаждающих каналов в сечении стержня не нужна.
Т.к. мощность рассчитываемого трансформатора 160 кВА и поперечник стержня 0,2 м, то прессовка набора пластинок стержня осуществляется методом забивания древесных стержней и планок между стержнем и обмоткой НН либо ее жестким изоляционным бумажно- бакелитовым цилиндром.
2.2 Выбор марки стали и толщины железных листов, вида их изоляции, определение индукции магнитной системы
При выборе марки и толщины стали для магнитной системы силового трансформатора следует учесть, что сталь с более высочайшими магнитными качествами имеет значительно более высшую стоимость, а сталь наименьшей толщины при более больших магнитных свойствах имеет наименьший коэффициент наполнения сталью kз. Эта сталь для получения пакета данных размеров просит производства, отжига и укладки при сборке магнитной системы большего числа пластинок по сопоставлению со сталью большей толщины.
В основной массе силовых трансформаторов с учетом трудозатратности отдельных технологических операций, магнитных параметров и цены стали применяются стали марок 3404 и 3405 шириной 0,35 и 0,30 мм. В тех случаях, когда низкие утраты являются решающим фактором, может употребляться сталь шириной 0,27 мм.
Очень принципиальное значение при расчете трансформатора имеет верный выбор индукции в стержне магнитной системы. В целях уменьшения количества стали магнитной системы, массы металла обмоток и цены активной части следует выбирать может быть большее значение расчетной индукции, что, но, связано с относительно малым повышением утрат и значимым повышением тока холостого хода. Уменьшение расчетной индукции приводит к получению наилучших характеристик холостого хода (приемущественно тока) за счет роста массы материалов и цены активной части.
Беря во внимание вышеизложенное, выберем электротехническую холоднокатаную анизотропную тонколистовую сталь марки 3404 шириной 0,3 мм с теплостойким изоляционным покрытием листов.
Для данного трансформатора индукцию в магнитопроводе за ранее примем:
