Полное сопротивление

величина, характеризующая сопротивление электрической цепи току.

Полное сопротивление синусоидальному току выражается отношением действующего напряжения U кдействующему току I в этой цепи, где r и x -активное и реактивное сопротивления. Измеряется в омах.

– полное сопротивление.

1.7. Активная и реактивная мощности в однофазных и трехфазных цепях переменного тока

Активная мощность в однофазной цепи переменного тока: Значение активной мощности в однофазовой цепи переменного тока определяют по формуле P = UI cos фи, где U — напряжение приемника, В, I — ток приемника, А, фи — фазовый сдвиг меж напряжением и током.

Если активную мощность необходимо измерить точно, то идеальнее всего применить ваттметры электродинамической системы либо электрические ваттметры. При грубых измерениях могут быть применены ферродинамические ваттметры.

Выражения для активной, реактивной и полной мощностей имеют вид:

1.8. Потери активной мощности в трансформаторах (переменные и постоянные)- Потери активной мощности трансформатора ∆Р подразделяется на:

1. Переменные ∆Рм (потери в меди);

2. Постоянные ∆Рс (потери в стали).

Рассмотрим ∆Рм – потери в обмотках трансформатора. Электрический ток, проходя по обмоткам трансформатора, по закону Джоуля–Ленца (Q=I·U·t) нагревает их. Это тепло рассеивается в окружающем пространстве, т.е. теряется.

Вывод: ∆ Рм – потери активной мощности в проводниках обмоток. Наиболее часто обмотки изготавливают из меди отсюда и название потери в меди

1.9. Магни́тная инду́кция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд, движущийся со скоростью.

Формула:

.

1.10. Потокосцепление и магнитный поток- В пространстве, окружающем проводники, по которым протекает электрический ток, а также окружающем постоянные магниты, существует ряд физических явлений, проявляющихся в возникновении ЭДС в движущихся проводниках, механическом воздействии на постоянные магниты и проводники с током, находящиеся в этом пространстве и др.

Пространство, в котором происходят эти явления, называется магнитным полем.

Для определения количественных характеристик магнитного поля можно использовать любое его проявление, однако обычно используют явление электромагнитной индукции и механическое воздействие со стороны поля.

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении ЭДС проводниках.

Формула:

2 Как определяется направление следующих величин:

2.1 Электрический ток.

Для однозначного описания процессов в электрической цепи необходимо знать не только значение величин, но и направление этих величин.

За направление тока принято движение положительных зарядов от большего потенциала к меньшему (φ_А>φ_В).

Направление напряжения в элементе электрической цепи совпадает с направлением тока в данном элементе (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Направление тока и напряжения

2.2 Напряжение и ЭДС

Электродвижущая сила (сокращенно ЭДС) обозначается буквой Е. Единицей измерения ЭДС служит вольт. У нас в стране вольт сокращенно обозначается буквой "В", а в международном обозначении — буквой "V".

Итак, чтобы получить непрерывное течение электрического тока, нужна электродвижущая сила, т. е. нужен источник электрического тока.

элементе электрической цепи совпадает с направлением тока в данном элементе (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Направление тока и напряжения

Направление тока i и напряжения u – от А к В.

2.3 Сила действующая на проводник с током В магнитном поле (сила Ампера)

Направление силы Ампера определяется правилом левой руки: левую руку необходимо расположить так, чтобы силовые линии входили в ладонь, пальцы по направлению протекания тока в проводнике, тогда большой палец укажет на направление силы Ампера (рис. 12.2).

2.4 ЭДС индукции (самоиндукции);

ЭДС индукции всегда имеет такое направление, при котором создаваемый ею индукционный ток i_инд направлен таким образом, чтобы он своим магнитным полем препятствовал всякому изменению магнитного поля В, создавшему этот индукционный ток. В частном случае, если проводник перемещается в магнитном поле с некоторой скоростью υ и пересекает линии магнитной индукции, то в этом проводнике возникает ЭДС:

Направление ЭДС определяется по правилу правой руки (рис.12.3).

3. определяется по формулам:

.

3.1 Связь между линейными и фазными токами (напряжениями) в трехфазных системах (соединение звезда и треугольник)

Схема «звезда». Концы трех фаз соединяются в одну точку. Напряжение между началами фаз называется линейным.

Рис. 3.11. Напряжения при соединении по схеме «звезда»

,

.

Фазные напряжения равны по величине, но сдвинуты по фазе на 120°
(рис. 3.11).

Схема «треугольник». Начало одной фазы соединяется с концом другой.

,

.

Фазные токи равны по величине, но сдвинуты по фазе на 120° (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Токи при соединении по схеме звезда

U_ВС=U_ФВ, U_АВ=U_ФА, U_Л =U_Ф.

3.2 Сила действующая на проводник с током В магнитном поле (закон Ампера)

Для определения направления силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, применяется Правило левой руки Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле.

3.3 Электродвижущая сила индукции (закон Фарадея)

Закон Фарадея: Фарадей на основе своих опытов показал, что всякий раз, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции, в контуре возникает индукционный ток. Возникновение индукционного тока указывает на наличие в цепи ЭДС.

Закон можно сформулировать так:

ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

.

3.4 КПД трансформатора.

В трансформаторе нет подвижных частей, поэтому потери энергии в нем идут только на нагревание обмоток и сердечника. КПД зависит от нагрузки и у мощных трансформаторов достигает 98–99%. Наибольший КПД трансформатор имеет при такой нагрузке, когда его потери в меди становятся равными потерям в стали.

, (3.34)

где – КПД,

Р₂ – активная мощность на выходе трансформатора,

Р_ст – потери в стали,

Р_м – потери в меди.

.

4.Изобразите простейшие конструктивные схемы с указанием основных элементов конструкции:

4.1 Однофазного двухобмоточного трансформатора.

Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. Двухобмоточные трансформаторы имеют две гальванически несвязанные обмотки. Передача энергии из первичной цепи трансформатора во вторичную происходит через магнитный поток.

Основными частями трансформатора являются: магнитопровод, обмотки и охладительная система.

Магнитопровод – комплект пластин из электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранный в определенной геометрической форме, предназначенный для локализации в нем основного магнитного поля трансформатора.

Обмотка – совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведенные в витках, с целью получения высшего, среднего или низшего напряжения, или с другой целью.

В двухобмоточном трансформаторе различают обмотку высшего напряжения, присоединяемую к сети более высокого напряжения, и обмотку низшего напряжения, присоединяемую к сети низшего напряжения.

Система охлаждения масляных трансформаторов – бак трансформатора, заливаемый маслом, а для мощных трансформаторов – охладители, вентиляторы, масляные насосы, теплообменники и т.д.

Двухобмоточный трансформатор

4.2 Синхронный двигатель (генератор)

Если , то трехфазная система ЭДС называется симметричной. Такая система создается трехфазным синхронным генератором (СГ). Конструктивно синхронный генератор состоит из ротора (вращающаяся часть) и статора (неподвижная часть), а также обмоток статора и ротора.

Синхронный генератор

Ротор является источником магнитного поля и обычно представляет собой постоянный магнит или обмотку, в которой течет постоянный ток.

В пазах расположено три обмотки (3 фазы), которые сдвинуты относительно друг друга на120°. Начала фаз обозначаются буквами А, В, С, концы – x, y, z.

4.3 Асинхронного двигателя (генератора).

Для трехфазной обмотки пространственный сдвиг составляет 120° (рис.13.1),

Статор асинхронного двигателя

Короткозамкнутый ротор набирается из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. В пазах находится обмотка. Если выполнить сечение перпендикулярно к оси ротора, то получается следующая картина

4.4 Принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

при подключении обмотки статора к сети переменного тока, в статоре практически мгновенно возникает вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС Е₂. Направление ЭДС Е₂ определяем по правилу правой руки. Так как обмотка ротора – короткозамкнутая, в ней возникает ток I₂. В магнитном поле, создаваемом полюсами, появляются проводники с током I₂. На них, по закону Ампера, будет действовать сила, направление которой определяется правилом левой руки. За счет пары сил F₂ возникает вращающий момент М_2П – вращающий момент на валу двигателя при ω=0. Ротор приходит во вращение в направлении, совпадающем с направлением вращающегося магнитного поля

Асинхронный двигатель

5.Нарисовать механические характеристики двигателей: асинхронного, синхронного и постоянного тока.

Механическая характеристика двигателя – это зависимость частоты вращения его вала от момента сопротивления на валу.

Синхронный двигатель (СД) имеет абсолютно жесткую характеристику. Частота его вращения не зависит от момента сопротивления на валу.

Асинхронный двигатель (АД) – жесткая характеристика: при изменении момента от нуля до номинального значения частота вращения меняется незначительно (до 10%).

Двигатель постоянного тока (ДПТ) – мягкая характеристика – с увеличением момента частота вращения сильно падает.

График механических характеристик

6.Условия создания вращающего магнитного поля неподвижными обмотками.

6.1 Записать уравнения ЭДС генерируемых в трехфазном генераторе.

Для создания вращающегося магнитного поля неподвижными обмотками необходимо, чтобы фазы обмоток были сдвинуты в пространстве относительно друг друга, а питающие напряжения фаз были смещены во времени. Для трехфазной обмотки пространственный сдвиг составляет 120°, а питающее напряжение соответствует следующим уравнениям:

(3.36)

где U_A – мгновенное значение напряжения в фазе А;

U_MA, U_MB, U_MC – амплитудные значения соответственно в фазах А, В, С.

Для двухфазной обмотки пространственный и временной сдвиг составляет 90°

7.Сформулировать свойство саморегулирования магнитного потока трансформаторов.

8 Условные обозначения:

8.1 Силовых трансформаторов.

Силовой трансформатор

8.2 Трансформаторов тока

Трансформатор тока

8.3 Трансформаторов напряжения.

Трансформатор напряжения

9 Сформулировать понятия.

9.1 Энергосбережение – это развитие энергосберегающей политики, экономия энергетических ресурсов, комплекс мер по коренному улучшению использования энергоресурсов, имеющее три основных аспекта:

-повышение коэффициента полезного использования энергоресурсов

-сокращение расхода конечной энергии на удовлетворение нужд общества;

-замещение дорогих и ограниченных видов топлива более дешевыми и доступными источниками энергии.

9.2 Возобновляемые источники энергии в связи с тем, что запасы не возобновляемых источников энергии ограничены и быстро истощаются, научная общественность усиленно ведет поиск новых. Одними из них являются возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Роль ВИЭ возрастает по мере истощения и удорожания традиционного углеводородного топлива

9.3 Сертификация энергообъектов. Допуск в эксплуатацию энергообъектов производится после получения сертификата соответствия на электроустановки этих объектов. В настоящее время проведение сертификации стало носить рекомендательный характер, однако это не отменяет необходимость проведения измерений, испытаний и представление документации, регламентируемой нормативными документами. Органами по сертификации определены региональные управления Госгортехнадзора.

9.4 Энергетическое обследование – основная форма осуществления энергетического надзора и контроля за рациональным использованием электрической и тепловой энергии на предприятиях.. Энергетические обследования могут быть комплексными и целевыми. Периодичность обследований, их вид и объем устанавливаются годовым планом-графиком инспектора. Результаты оформляются актом, который состоит из двух разделов: констатирующего и предписательного. При обследовании проверяется: состояние нормирования расхода энергии, соблюдение предприятием установленных лимитов энергопотребления, уровень компенсации реактивной мощности. Целью обследования является – контроль за выполнением предприятием установленных заданий по экономии энергоресурсов.

9.5 Энергетический паспорт потребителя – составляется в каждом структурном подразделении – потребителе топливно-энергетических ресурсов. Делится на разделы:

-объем производства продукции в натуральном и денежном выражении;

-среднесписочная численность;

-потребление энергоресурсов (в условном и денежном выражении);

-общее потребление энергоносителей;

-сведения о трансформаторных подстанциях;

-установленная мощность потребителей по направлениям использования;

сведения о компрессорах и насосных станциях;

-сведения о котельных;

-расчетно-нормативное потребление тепловой энергии;

-баланс потребления тепловой и электрической энергии, котельно-печного топлива в предыдущем и базовом году;

-перечень энергосберегающих мероприятий;

-удельный расход ТЭР на выпускаемую продукцию;

-сведения о коммуникациях (протяженность ВЛ и КЛ в км).

9.6 Нормирование расхода энергии – это установление плановой нормы ее потребления. Нормированию подлежат все расходы топлива, тепловой и электрической энергии на основные и вспомогательные производственные нужды, включая потери в сетях. Норма расхода энергии – это плановый показатель расхода этих ресурсов в производстве единицы продукции установленного качества

9.7 Топливо – вещество, выделяющее при сгорании значительное количество тепла и использующееся как источник получения энергии. Основной характеристикой топлива является теплота сгорания

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: