Магический треугольник

Любой участок или элемент электрической цепи можно охарактеризовать при помощи трёх характеристик: тока, напряжения и сопротивления.

Как использовать треугольник Ома: закрываем искомую величину - два других символа дадут формулу для её вычисления. Кстати, законом Ома называется только одна формула из треугольника – та, которая отражает зависимость тока от напряжения и сопротивления. Две другие формулы, хотя и являются её следствием, физического смысла не имеют.

Расчеты, выполняемые с помощью закона Ома для участка цепи, будут правильны в том случае, когда напряжение выражено в вольтах, сопротивление в омах и ток в амперах. Если используются кратные единицы измерений этих величин (например, миллиампер, милливольт, мегаом и т. д.), то их следует перевести соответственно в амперы, вольты и омы. Чтобы подчеркнуть это, иногда формулу закона Ома для участка цепи пишут так:

ампер = вольт/ом

Можно также рассчитывать ток в миллиамперах и микроамперах, при этом напряжение должно быть выражено в вольтах, а сопротивление — в килоомах и мегаомах соответственно.

В.2.Устройство и принцип действия трансформатора (отличие повышающего трансформатора от понижающего).

Простейший трансформатор представляет собой устройство, состоящее из стального сердечника и двух обмоток (рис. 1). При подаче в первичную обмотку переменного напряжения, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС той же частоты. Если ко вторичной обмотке подключить некоторый электроприемник, то в ней возникает электрический ток и на вторичных зажимах трансформатора устанавливается напряжение, которое несколько меньше, чем ЭДС и в некоторой относительно малой степени зависит от нагрузки. Отношение первичного напряжения ко вторичному (коэффициент трансформации) приблизительно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток.

Рис. 1. Принцип устройства однофазного двухобмоточного трансформатора. 1 первичная обмотка, 2 вторичная обмотка, 3 сердечник. U1 первичное напряжение, U2 вторичное напряжение, I1 первичный ток, I2 вторичный ток, Ф магнитный поток

Простейшие условные обозначения трансформаторов изображены на рис. 2; для наглядности разные обмотки трансформатора можно, как и на рисунке, представить разными цветами.

Условное обозначение трансформатора в подробных (многолинейных) схемах (a) и в схемах электрических сетей (b)

Трансформаторы могут быть одно- или многофазными, а вторичных обмоток может быть больше одной. В электрических сетях обычно используются трехфазные трансформаторы с одной или двумя вторичными обмотками. Если первичное и вторичное напряжения относительно близки друг другу, то могут использоваться и однообмоточные автотрансформаторы, принципиальные схемы которых представлены на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальные схемы понижающего (a) и повышающего (b) автотрансформаторов

Важнейшими номинальными показателями трансформатора являются его номинальные первичное и вторичное напряжения, номинальные первичный и вторичный ток, а также номинальная вторичная полная мощность (номинальная мощность). Трансформаторы могут изготовляться как на весьма малую мощность (например, для микроэлектронных цепей), так и на очень большую (например, для мощных энергосистем), охватывая диапазон мощностей от 0,1 mVA до 1000 MVA.

Потери энергии в трансформаторе – обусловленные активным сопротивлением обмоток потери в меди и вызванные вихревыми токами и гистерезисом в сердечнике потери в стали – обычно настолько малы, что кпд трансформатора, как правило, выше 99 %. Несмотря на это, тепловыделение в мощных трансформаторах может оказаться настолько сильным, что необходимо прибегать к эффективным способам теплоотвода. Чаще всего активная часть трансформатора размещается в баке, заполненном минеральным (трасформаторным) маслом, который, при необходимости снабжается принудительным воздушным или водяным охлаждением. При мощности до 10 MVA (иногда и выше) могут применяться и сухие трансформаторы, обмотки которых обычно залиты с эпоксидной смолой. Основные преимущества сухих трансформаторов заключаются в более высокой огнебезопасности и в исключении течи трансформаторного масла, благодаря чему они могут без препятствий устанавливаться в любых частях зданий, в том числе на любом этаже. Для измерения переменных тока или напряжения (особенно в случае больших токов и высоких напряжений) часто используются измерительные трансформаторы.

Устройство трансформатора напряжения по своему принципу не отличается от силовых трансформаторов, но работает он в режиме, близком к холостому ходу; коэффициент трансформации в таком случае достаточно постоянен. Номинальное вторичное напряжение таких трансформаторов обычно равно 100 V. Вторичная обмотка трансформатора тока в идеальном случае короткозамкнута и вторичный ток в таком случае пропорционален первичному. Номинальный вторичный ток обычно составляет 5 A, но иногда может быть и меньше (например, 1 A). Примеры условных обозначений трансформаторов тока приведены на рис. 4.

Рис. 4. Условное обозначение трансформатора тока в развернутых схемах (a) и в однолинейных схемах (b)

Первым трансформатором может считаться изготовленное Майклом Фарадеем (Michael Faraday) индукционное кольцо (англ. induction ring), состоящее из кольцевого стального сердечника и двух обмоток, при помощи которого он 29 августа 1831 года открыл явление электромагнитной индукции (рис. 5). Во время быстрого переходного процесса, возникающего при включении или отключении первичной обмотки, соединенной с источником постоянного тока, во вторичной обмотке индуцируется импульсная ЭДС. Такое устройство может поэтому называться импульсным или транзиентным трансформатором.

Рис. 5. Принцип устройства транзиентного трансформатора Майкла Фарадея. i1 первичный ток, i2 вторичный ток, t время

Исходя из открытия Фарадея, учитель физики колледжа города Маргнута (Margnooth) около Дублина (Dublin, Ирландия) Николас Келлан (Nicholas Callan, 1799–1864) построил в 1836 году индукционную катушку (искровой индуктор), состоящий из прерывателя и трансформатора; это устройство позволяло преобразовать постоянный ток в переменный ток высокого напряжения и вызывать длинные искровые разряды. Индукционные катушки стали быстро усовершенствоваться и в 19-м веке широко применялись при исследовании электрических разрядов. К ним могут быть отнесены и катушки зажигания современных автомобилей. Первый трансформатор переменного тока запатентовал в 1876 году живший в Париже русский электротехник Павел Яблочков, использовав его в цепях питания своих дуговых ламп. Сердечник трансформатора Яблочкова представлял собой прямой пучок стальных проволок, вследствие чего магнитная цепь была не замкнутой, как у Фарадея, а открытой, и в других установках такой трансформатор применять не стали. В 1885 году инженеры-электрики Будапештского завода Ганц и Компания (Ganz & Co.) Макс Дери (Max Deri, 172 1854–1938), Отто Титуш Блати (Otto Titus Blathy, 1860–1939) и Кароль Зиперновски (Karoly Zipernovsky, 1853–1942) изготовили трансформатор с тороидальным проволочным сердечником и заодно разработали систему распределения электроэнергии на переменном токе, основанную на применении этих трансформаторов. Трансформатор с еще лучшими свойствами, сердечник которого собирался из Е- и I-образных стальных листов, создал в том же году американский электротехник Уильям Стенли (William Stanley, 1858–1916), после чего началось быстрое развитие систем переменного тока как в Европе, так и в Америке. Первый трехфазный трансформатор построил в 1889 году Михаил Доливо-Добровольский.

В.3.Перечислить известные вам спрособы прокладки кабелей.Назвать требования предъявляемые к скрытой проводке (места прохода через стены,отступы,шаг креплений,маркировка).

Прокладка кабеля – ответственный этап при проведение строительных и монтажных работ при прокладке кабельных систем.
Способ прокладки и тип кабеля следует выбирать в соответствии с правилами устройства электроустановок ПУЭ. В соответствии ПУЭ должны соблюдаться следующие основные правила для прокладки кабелей и их выбору:

1. На территориях электростанций кабельные линии могут прокладываться в туннелях, каналах, блоках, кабельных эстакадах. Прокладка в траншеях допускается для одиночных (1-4) кабельных линий к удаленным вспомогательным объектам (склады топлива, мастерские). На территории подстанций и распределительных устройств кабельные линии могут прокладываться в каналах, трубах и в земле (в траншеях) и в подземных лотках. Кабельные линии, отходящие от распределительных устройств центра питания в одном направлении при числе более 20 кабелей, должны прокладываться в туннеле.

2. В городах и поселках прокладка кабелей в земле (в траншеях) осуществляется по непроезжей части улиц (под тротуарами), по дворам и техническим полосам в виде газонов, с кустарниковыми посадками. По улицам и площадям, насыщенным подземными коммуникациями, прокладку кабельных линий рекомендуется производить в коллекторах и туннелях. При пересечении улиц и площадей с усовершенствованными покрытиями и с интенсивным движением транспорта кабельные линии должны прокладываться в блоках или трубах.

3. При прокладке кабельных линий в кабельных сооружениях (помещениях), а также в производственных помещениях бронированные кабели не должны иметь поверх брони, а небронированные кабели - поверх металлических оболочек защитных покровов из горючих материалов. На электростанциях запрещается применять силовые и контрольные кабели с полиэтиленовой изоляцией из-за горючести полиэтилена и его размягчения при временном перегреве.

4. При прокладке кабелей, питающих передвижные механизмы, должны применяться гибкие кабели с резиновой или другой аналогичной изоляцией, хорошо противостоящей многократным изгибам.

5. Для прокладки по вертикальным и круто наклонным трассам при напряжениях до 35 кВ включительно должны применяться кабели с нестекающей массой или кабели с обедненно-пропитанной изоляцией или кабели с резиновой или пластмассовой изоляцией и оболочкой.

6. Для прокладки кабелей по трассам, проходящим в различных грунтах и условиях окружающей среды, конструкции кабелей следует выбирать по участку с наиболее тяжелыми условиями, если длина участков с более легкими условиями не превышает строительной длины. При значительной длине отдельных участков трассы с различными условиями прокладки для каждого из них должны выбираться соответствующие конструкции и сечения кабелей.

7. Число соединительных муфт на 1 км вновь строящихся кабельных линий не должно быть более 4 для трехжильных кабелей 1-10 кВ при сечениях кабелей до 3X95 мм2 и не более 5 при сечениях 3X120-3X240 мм2, а для трехфазных кабелей 20-35 кВ не более 6 соединительных муфт. Для одножильных кабелей число соединительных муфт на 1 км должно быть не более 2. Для кабельных линий 110-220 кВ число соединительных муфт определяется проектом.

8. Прокладка кабелей на площадке крупных промышленных предприятий может также производиться на специальных кабельных эстакадах при наличии больших количеств кабелей (от 10 до 500 и более).

9. Для прокладки в земле должны применяться только бронированные кабели, оболочки которых имеют внешний покров для защиты от химических воздействий, выбранные в зависимости от степени агрессивности почвы и наличия блуждающих токов. При прокладке кабелей в почвах, содержащих вещества, разрушительно действующие на оболочки кабелей (солончаки, болота, насыпной грунт со шлаком л строительным мусором и т.д.), а также в опасных зонах из-за воздействия электрокоррозии должны применяться кабели, имеющие усиленные защитные антикоррозионные покровы.

10. Прокладка кабелей в земле (траншее) наиболее экономична. Рекомендуется в одной траншее прокладывать не более шести кабелей и расстояние между силовыми кабелями по возможности увеличивать до 200-300 мм. Прокладка в блоках, как наименее эко­номичная, допускается в местах пересечения с железнодорожными путями и проездами, в условиях чрезвычайной стеснен- ности по трассе, при вероятности разлива металла.

11.Для подводных кабельных линий через судоходные реки, должны применяться кабели с круглой проволочной броней по возможности одной строительной длины. С этой целью разрешается применение одножильных кабелей. Кабели с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке в воде не должны прокладываться.

12. Для прокладки кабелей в почвах, подверженных смещению, а также для кабельных линий, прокладываемых в воздухе при наличии значительных растягивающих усилий, должны применяться кабели с проволочной броней.

13. Кабели силовые с алюминиевыми жилами должны применяться наравне с кабелями с медными жилами за исключением:
а) взрывоопасных помещений классов B-I и В-1а;
б) механизмов доменных цехов и механизмов главной линии обжимных и непрерывных прокатных станов.

14. Кабели силовые в алюминиевой оболочке должны применяться для прокладки в воздухе (во всех помещениях, каналах, туннелях и в наружных установках) и в земле в траншеях преимущественно перед кабелями в свинцовой оболочке во всех случаях, где они допускаются

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: