Вопросы к аттестационному экзамену по дисциплине "Электрические машины". Раздел "Трансформаторы"

1.  ТРАНСФОРМАТОРЫ

(Вопросы к аттестационному экзамену)

1.1.  Почему магнитопроводы трансформаторов изготавливают из магнитных материалов? С какой  целью магнитные системы трансформаторов собирают из тонких листов электротехнической стали, а не делают сплошной, массивной?

1.2.  Почему магнитную систему трансформаторов выполняют замкнутой с минимальными немагнитными зазорами в стыках? На какие из величин, характеризующих работу трансформатора,  влияет увеличение зазоров в стыках магнитной системы.

1.3.  Из каких материалов изготавливают обмотки силовых трансформаторов?  В чём причина использования указанных  Вами материалов? Поясните свой ответ подробнее.

1.4.  Объясните принцип действия трансформатора. От чего зависит напряжение обмоток трансформатора?

1.5.  Объясните,  почему  мал  ток  холостого  хода  (намагничивающий  ток)  силового  трансформатора?  Укажите  величину  тока  холостого  хода  по  отношению  к  номинальному  току  трансформатора.

1.6.  Определите  действующие  значения  ЭДС  обмоток  трансформатора.  Число  витков  обмоток:  первичной – 412;  вторичной – 90.  Сечение  стали  магнитопровода  20 см².  Амплитуда  индукции  в  магнитопроводе  1,2 Тл.  Частота  изменения  напряжения  50 Гц.

1.7. Рассчитайте  число витков вторичной обмотки трансформатора w₂,  при котором ЭДС вторичной обмотки Е₂= 64 В. Первичное напряжение U_1Н= 220 В. Активное сечение стали магнитопровода П_С = 37,6 см²; амплитуда индукции в магнитопроводе В_m = 1,3 Тл.  

1.8.  Какие  магнитные  потоки  условно  выделяют  в  трансформаторах?  Как  (по  каким  путям)  замыкаются  эти  магнитные  потоки?

1.9.  Почему индуктивное сопротивление взаимоиндукции x₀ обмоток трансформатора много больше сопротивлений рассеяния  x₁ и x₂?

1.10. Что такое схема замещения трансформатора?  Начертите Т-образную  схему замещения трансформатора и обозначьте элементы схемы замещения.

1.11. Изобразите  (схематически)  и  объясните  устройство  известных  Вам  видов  трехфазных   силовых  трансформаторов.  Какое  влияние  оказывают  конструкция  магнитной  системы  и  схемы  соединения  обмоток  на  работу  трехфазных  трансформаторов?

1.12. Перечислите и начертите известные Вам схемы соединения обмоток силовых трансформаторов. Укажите соотношения фазных и линейных величин токов и напряжений в этих схемах.

1.13. Определите  группу  соединения  обмоток  трехфазного  транс-форматора  (см. рисунок).  Направление  намотки  обмоток  одинаковое.  Обозначьте  схемы  и  группу  соединения  обмоток  трехфазного  трансформатора.

1.14. Начертите зависимость тока холостого хода трансформатора от первичного напряжения.  Объясните  вид  этой  зависимости.

1.15. Начертите зависимость тока короткого замыкания трансформатора от первичного напряжения. Объясните вид этой зависимости.

1.16. Напряжение  короткого  замыкания  трансформатора  u_К= 5,5 %. Определите величину тока  установившегося короткого замыкания по отношению к номинальному току первичной обмотки при номинальном первичном напряжении.

1.17. Почему  изменяется  вторичное  напряжение  трансформатора  при  нагрузке?  Начертите  зависимость  U₂ = f ( I₂ ).  Как  называется  эта  зависимость?

1.18. Объясните принцип регулирования напряжения трансформаторов и применяемые на практике способы регулирования напряжения силовых  трансформаторах.  Поясните  достоинства  и  недостатки известных Вам способов регулирования напряжения в силовых трансформаторах.

1.19. Обмотка ВН трансформатора использована в качестве первичной. В обмотке ВН сделаны отводы через  950, 1000, 1050  витков  от  начала  обмотки.  При  работе  на  средней  отпайке  1000  витков  напряжение  вторичной  обмотки (НН) при  нагрузке  уменьшилось  на 5 %.  Что  нужно  сделать,  чтобы  восстановить  прежнее  значение  вторичного  напряжения?

1.20. Перечислите известные Вам потери мощности в трансформаторах. В каких частях трансформатора выделяются эти потери? Какие из потерь преобладают в режиме холостого хода, какие – в режиме короткого замыкания?

1.21. Перечислите условия включения трансформаторов на параллельную работу. Каковы послед-ствия нарушения условий включения? 

1.22. Возможно ли включение на параллельную работу двух одинаковых  трансформаторов Т1, Т2 со  схемами  соединения  обмоток,  показанными  на  рисунке?  Если  включение  на  параллельную  работу  невозможно,  то  укажите,  что  следует  сделать,  чтобы  трансформаторы  можно  было  включить  параллельно?

1.23. В каких из схем, изображенных на рисун-  ках  а, б, в  можно использовать два оди-наковых трехфазных  трансформатора  с  коэффициентами трансформации: k₁ = 50 и k₂ = 47. Почему нельзя использовать эти трансформаторы  в  других  схемах?

1.24. В  каких  из  схем,  изображенных  на  рисунках  а, б, в  можно  использовать  два одинаковых трехфазных трансформатора с  напряжениями  короткого  замыкания:  u_{К 1} = 4,4 %  и  u_{К 2} = 5,5 %.  Почему нельзя использовать эти трансформаторы в других  схемах?

1.25. В чём заключается смысл метода симметричных составляющих?  Какие из токов: прямой I₁, обратной   I₂ или нулевой  I₀ последовательности оказывают наиболее неблагоприятное влияние на работу трёхфазных трансформаторов?

1.26. Какие из следующих схем: Y/Y; Δ/Y_Н; Y/Y_Н; Y/Δ; Δ/Y; Δ/Δ нежелательно использовать для соединения обмоток трехфазных групповых трансформаторов? Почему? В обозначении схем соединения обмоток над косой чертой показана схема соединения первичной, а под чертой схема  соединения  вторичной  обмотки  трансформатора.

1.27. Какие изменения в работе трехфазного группового трансформатора с соединением обмоток по  схемам  Δ/Δ  произойдут  при  переходе к схеме «открытого треугольника»?

1.28.Можно  ли  подключать  приемники  электроэнергии  с  относительно  низким  напряжением  (0,22-0,4) кВ  к  сети  высокого  напряжения  6 кВ  при  помощи  автотрансформатора  (см. рисунок)?  Поясните  свой  ответ  подробнее. В  каких  случаях  следует  применять  авто-трансформаторы?

1.29.  Объясните, почему автотрансформатор по габаритам, массе и стоимости меньше двухобмо-точного трансформатора при одинаковой проходной мощности.

1.30.  Объясните устройство трёхобмоточного трансформатора. Перечислите основные достоинства и недостатки  трёхобмоточных  трансформаторов.