билет 1

1.Возбуждение сг и его магнитная цепь

Обмотка возбуждения синхронного генератора (С.Г.) располагается на роторе и получает питание постоянным током от постороннего источника. Она создает основное магнитное поле машины, которое вращается вместе с ротором и замыкается по всему магнитопроводу. В процессе вращения это поле пересекает проводники обмотки статора и индуктирует в них ЭДС Е₁₀.

Для питания обмотки возбуждения мощных С.Г. используются специальные генераторы – возбудители. Если они установлены отдельно, то питание в обмотку возбуждения подается через контактные кольца и щеточный аппарат. Для мощных турбогенераторов возбудители (синхронные генераторы «обращенного типа») навешивают на вал генератора и тогда обмотка возбуждения, получает питание через полупроводниковые выпрямители, установленные на валу.

Обмотка возбуждения может быть сосредоточенной (у явнополюсных синхронных генераторов) или распределенной (у неявнополюсных С.Г.).

Магнитная система С.Г. – это разветвленная магнитная цепь, имеющая 2р параллельных ветвей. При этом магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, замыкается по таким участкам магнитной цепи: воздушный зазор статор- ротор.

параллельные ветви магнитной цепи симметричны. основная часть магнитного потока Ф замыкается по всему магнитопроводу и сцеплена как с обмоткой ротора, так и с обмоткой статора. Меньшая часть магнитного потока Ф_ замыкается только вокруг обмотки возбуждения, а затем по воздушному зазору не сцепляясь с обмоткой статора. Это магнитный поток рассеяния ротора.

Наибольшим магнитным сопротивлением обладает участок воздушного зазора, у которого магнитная проницательность ₀ = const постоянна. В представленной формуле w_В – это число последовательно соединенных витков обмотки возбуждения на пару полюсов, а I_ВО – ток возбуждения в режиме холостого хода.

Сталь магнитопровода с увеличением магнитного потока имеет свойство насыщения, поэтому магнитная характеристика синхронного генератора нелинейна.

2.Переходной процесс внезапного кз во вторичной цепи транчформатора

Этот режим является наиболее опасным переходным процессом, поскольку может вызвать очень большие токи в обмотках. Это обусловлено тем, что в режиме принимают участие не только первичная, но и вторичная обмотки, токи которых находятся в противофазе и взаимодействуют друг с другом, так же как и их потоки...

Решение показывает, что и для этого переходного процесса важен момент его начала, то есть значение фазового угла  на момент времени t=0. Самый неблагополучный случай начала ВКЗ соответствует значениям t = 0; U₁ = 0;  = 0. При этом на момент t = 0 значение установившегося тока короткого замыкания равно его амплитуде

Поскольку ток не может мгновенно возрасти от нуля до максимума, то на период начала переходного процесса (в первые 0,01 сек) в цепи обмоток трансформатора как бы возникает переходный ток i_{К УСТ} = I_km, который компенсирует величину установившегося тока короткого замыкания. Через 0,01 сек результирующий ток короткого замыкания i_К достигает почти двукратного значения установившегося максимального тока короткого замыкания i_К  2I_km. Это так называемый ударный ток ВКЗ.

Следовательно, ударный ток короткого замыкания примерно в 40 раз больше амплитуды номинального тока трансформатора.

Такой большой ток опасен с точки зрения прочности трансформатора, т. к. создает механические (электродинамические) усилия, которые могут разрушить обмотки трансформатора.

Наименее опасен момент начала ВКЗ, когда при t = 0 фазовый угол равен  = 90, а u₁ = U_1mSin90 = U_1m. В этом случае сразу устанавливается значение тока короткого замыкания, когда I_km  20I_mн. Это тоже опасный режим, но уже в основном в тепловом отношении. Если не отключить трансформатор от сети, то он может сгореть.

Для уменьшения тока короткого замыкания стараются проектировать трансформаторы с повышенным напряжением короткого замыкания и соответственно – сопротивления короткого замыкания Z_K = R_K +j X_K.