Какой электрический ток называют переменным: где используют. Преимущества переменного тока перед постоянным

Преимущества переменного тока

Преимущества переменного тока Сегодня подавляющее большинство потребителей использует для своих нужд именно переменный ток. Прежде всего, это связано с возможностью централизованного производства такого вида электроэнергии с последующей передачей ее на значительные расстояния. Использование переменного тока позволяет с помощью такого эффективного инструмента, как трансформатор, широко варьировать напряжением на отдельных участках цепи.

Как известно, мощность (которая в данном случае является прямыми потерями), выделяемая при нагревании проводника за счет прохождения через него электрического тока, обратно пропорциональна квадрату напряжения. Таким образом, увеличив напряжение в передающей электросети, например, в десять раз, можно сократить потери в 100!

Конечно, в этом случае потребуется дополнительная электроизоляция (в виде целых гирлянд керамических или стеклянных изоляторов на опорах ЛЭП), но это позволяет существенно снизить сечение проводников, что является гораздо более эффективным с экономической точки зрения конструктивным решением. Современные линии электропередач рассчитаны на работу при напряжениях от 110 до 750 кВольт.

Несомненным преимуществом использования переменного тока является также и более простая конструкция генераторов – главных источников преобразования различных видов энергии (и прежде всего механической) в электрическую. Они, как и электродвигатели аналогичного типа, более надежны в работе, проще в обслуживании и имеют более низкую себестоимость при изготовлении.

Кроме того, очень широко используется трехфазное переменное напряжение, позволяющее не только более экономно производить транспортировку электроэнергии, но и применять очень простые и надежные асинхронные двигатели. В последних за счет смещения фаз создается постоянно вращающее магнитное поле, позволяющее по максимуму упростить конструкцию.

Еще одним достоинством переменного тока является его относительно легкая возможность преобразования, при необходимости, в постоянный. Для этого используются хорошо зарекомендовавшие себя выпрямители различных типов.

pue8.ru

Преимущества постоянного тока

Преимущества постоянного тока При всех несомненных достоинствах переменного тока (простота производства и распространения, надежность и эффективность используемого самого разнообразного оборудования), есть определенные сферы, где постоянный ток прочно удерживает свои лидирующие позиции.

Прежде всего, это относится к электроприводам. Двигатели на постоянном токе позволяют формировать самые разнообразные электротехнические характеристики, которые недоступны при использовании переменного тока.

Их использование имеет главное преимущество в том, что обеспечивает достаточно широкий диапазон регулирования при относительной простоте его осуществления. Например, можно обеспечить необходимую скорость вращения ротора практически под любой нагрузкой.

Именно поэтому электродвигатели постоянного тока используются в качестве главных силовых агрегатов таких транспортных средств, как поезда метро, троллейбусы и трамваи.

Сегодня наиболее эффективными способами управления приводами на постоянном токе являются системы, предусматривающие тиристорно-импульсное регулирование.

Также есть определенная техника и технологии, которые предусматривают использование только постоянного тока. Это, прежде всего, электрохимические установки, использующие электролиз, специальные плавильные печи, а также различные автономные системы, использующие в качестве источника электроэнергии постоянный ток. В последнем случае диапазон применения достаточно велик: от освещения шахт до обеспечения жизнедеятельности космических станций на орбите.

В некоторых случаях использование постоянного тока является даже предпочтительным. В качестве примера можно привести следующие области его применения:

— доставка электроэнергии между источником и потребителем, которые находятся на достаточно удаленном друг от друга месте без использования промежуточного оборудования;

— возможность увеличения мощности уже имеющейся сети в тех случаях, когда прокладка дополнительных линий затруднена или не является экономически оправданной;

— передача электроэнергии между системами, которые не синхронизированы между собой;

— стабилизация стандартных электросетей переменного тока;

— снижение потерь от коронных разрядов.

Весьма характерным примером использования постоянного тока являются подводные кабели, так как их большая длина при использовании переменного тока имеет слишком высокую емкостную составляющую. Это вызывает дополнительные потери при транспортировке.

pue8.ru

Каковы преимущества и недостатки переменного и постоянного тока?

Главное достоинство переменного тока -- можно легко и непринужденно повышать и понижать напряжение с помощью трансформатора или автотрансформатора. Постоянный ток для этого нужно преобразовать в переменный, а затем обратно.

Второе достоинство -- это то, что при переходе через ноль облегчается гашение дуги, что делает проще коммутацию под нагрузкой. Обычное реле без применения специальных средств дугогашения на постоянном токе позволяет коммутировать только низкие напряжения порядка 30 В при небольших токах, но то же самое реле легко выдерживает коммутацию сетевого напряжения 220 В при токе в несколько ампер.

И наконец, трехфазный двигатель переменного тока очень прост, не требует никаких устройств для коммутации обмоток, никаких коллекторов. Да и генератор выдает всегда именно переменный ток, для получения постоянного его нужно выпрямлять.

А недостатками переменного тока являются потери, связанные с излучением электромагнитных волн и наведенными в окружающих предметах токами, проблема реактивных токов, сложность сложения мощностей разных генераторов (нужно, чтобы они работали строго на одной частоте), повышенная нагрузка на диэлектрики, а при относительно низких (бытовых) напряжениях -- еще и повышенная опасность.

Преимущество постоянного тока - что именно на нм работает вся электроника. От зарядки для мобилы и кончая телевизором и компьютером. Даже для источников света в некоторых случаях - например, кинопроектор, даже домашний, - лучше постоянный ток, потому что при постоянном токе исключается мерцание ламп. Поэтому практически любое бытовое устройство начинается с выпрямителя и стабилизатора.

Преимушество переменношго тока вытекает из недостатка постоянного: меньше потери при передаче энергии на большие расстояния.

Для снижения потерь энергии в линиях электропередачи е выгоднее передавать на высоком напряжении (потому что передавать надо мощность, а она равна U*I; чем больше U, нем меньший I нужен для той же Р, а чем меньше ток - тем меньше потери на данном сопротивлении линии передачи). Но преобразовать постоянный ток одного напряжения в постоянный, но другого, более высокого, крайне сложно. Это можно, причм даже традиционными средствами (электромотор + генератор), но сложно и сопровождается дополнительными потерями. Поэтому линии передачи переменного тока куда проще, наджнее и поэтому выгоднее, даже чисто по деньгам, а не только по киловаттам, чем ЛЭП постоянного тока.

Именно поэтому - из-за существенно более простых и более экономичных линий передачи - переменный ток и стал доминирующим. В истории противостояние между Т. Эдисоном, сторонником постоянного тока, и Н. Теслой, пионером и апологетом переменного, извесрно как quot;война токовquot;. Выиграл е в итоге Тесла.

Сам - не сварщик, но присутствовал при разговоре профессионалов, где прозвучало, что попытки производить электросварку нержавеющей стали переменным током приводят к сильному разбрызгиванию расплава, и варить нержавейку следует только постоянным током. В то время как quot;черныеquot; сплавы как правило сваривают переменным током.

info-4all.ru

Какой электрический ток называют переменным: где используют, что представляет

Переменным называется электрический ток, I, изменяющийся по величине и направлению с определённой периодичностью, T. В классическом определении, переменный ток представляет собой гармонические колебания изменяющиеся по форме синусоиды. Периодичность изменения направления и величины называется частотой, f, выражаемой в Герцах, Гц. Частота отражает, сколько раз за секунду происходит смена направления тока. Российские сети работают на частоте 50 Гц. Это значит, напряжение меняет полярность, а ток направление 50 раз за секунду.

График переменного тока

Свойства переменного тока

С переменным током неразрывно связано явление возникновения электромагнитной индукции. Переменный ток, пропущенный через обмотку, формирует вокруг неё изменяющееся во времени магнитное поле, которое приводит к появлению электродвижущей силы, ЭДС и электрического тока в проводнике, взаимодействующем с этим полем.

Электромагнитная индукция — ключевое явление, обеспечивающее генерацию, транспортировку, использование электроэнергии. Именно электромагнитная индукция лежит в основе принципа действия трансформаторов, генераторов, двигателей. Это физическое явление определило преимущественное использование переменного тока для электроэнергетики.

Переменный ток входит в повседневную жизнь не только в виде розетки, от которой питаются наши компьютеры, телевизоры, холодильники, лампы освещения. Он способен вызывать резонансные явления в цепях, обладающих емкостью и индуктивностью. Это свойство используется для излучения электромагнитных волн, называемых радиоволнами. Радиоволны — это электромагнитные волны, излучаемые антенной, питающейся токами высокой частоты. Диапазон радиочастот от 3 до 3*1012 Гц. На радиочастотах работают системы радиосвязи, беспроводные системы передачи данных Bluetooth, WiFi, WiMAX, спутниковое и эфирное телевидение, мобильные телефоны, навигационные системы.

Мощное высокочастотное электромагнитное поле способно вызывать нагрев. Эта особенность широко используется в бытовых микроволновых СВЧ печах, индукционных плитах. На производстве с помощью индукционных печей нагревают заготовки, закаливают и плавят металл.

Трёхфазная и однофазная сеть

Различие заключается в количестве проводников и уровне напряжения между ними.

Токи, протекающие в трёхфазной сети имеют вид синусоид, сдвинутых между собой на 120º.

Трёхфазная сеть состоит из трёх фазных проводников, АВС. Однофазная сеть использует один из фазных проводов и нулевой N.

Напряжение между фазами в точках A, B, C, называется линейным, Uл. Между нулевым N и одним из фазных проводов — фазным, Uф. Фазное напряжение меньше линейного в 1,73 раза, что составляет 58 % от его величины. Такое напряжение используется в европейских странах, Росиии, на него рассчитано большинство бытовых приборов.

Преимущества переменного тока

Основные преимущества перед постоянным определили его как основу энергетики:

генератор переменного напряжения проще и дешевле генератора постоянного;
способность к трансформации в любые уровни напряжения;
простое преобразование в механическую энергию;
легко преобразуется в постоянный.

Генератор переменного напряжения конструктивно проще, он более компактный, имеет меньшую массу медных деталей, а потому дешевле.

За счёт явления электромагнитной индукции появляется возможность повышать и понижать напряжение до любого уровня с помощью трансформаторов.

Трехфазная сеть очень эффективно используется при работе электродвигателей. Благодаря сдвигу фаз, в машине образуется вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой статор. Современные электромоторы имеют КПД на уровне 90%.

Электродвигатель

Где используется

Переменный ток частотой 50 Гц является промышленным стандартом в энергетике, применяется во всех отраслях промышленности, транспорте, сельском хозяйстве, жилом секторе. На переменном токе работает электрооборудование рудников заводов, фабрик. Он вращает двигатели станков, насосов, конвейеров, подъёмных механизмов. Им снабжается вся инфраструктура метрополитенов от освещения, эскалаторов до электропоездов. Тоже самое относится к электрифицированным железным дорогам. В наши дома и квартиры так же подаётся переменное напряжение.

Как поставляется электроэнергия

Цепь поставки состоит из нескольких звеньев и упрощённо выглядит так:

Генератор электростанции вырабатывает переменный электрический ток с частотой 50 Гц.
Трансформаторы на электростанции повышают напряжение до десятков или сотен тысяч вольт. Энергия поступает на магистральные линии электропередач, ЛЭП.
Трансформаторы на распределительных подстанциях понижают напряжение, энергия передаётся потребителям.

Повышение с последующим понижением напряжения имеет огромный смысл. Нужно это для того, чтобы передать энергию на большие расстояния с наименьшими затратами. Крупные электростанции могут находятся в сотнях, а то и тысячах километров от потребителей. Высокое напряжение позволяет уменьшить сечение проводников, снизить потери при передаче энергии на большие расстояния. Из формулы мощности P = U*I очевидно, при неизменной мощности повышение напряжение приводит к снижению тока, а следовательно, потребуется меньшее сечение проводов.

Например, станция генерирует 100 МВт мощности, которую нужно передать в соседний город при напряжении ЛЭП 1000 В, ток в линии I = P/U= 100*106/1000 = 100 000 кА. Для таких токов потребуется проводник сечением 10 000 мм2. При повышении U до 100 кВ, сечение проводника уменьшится в 100 раз. По этой причине магистральные ЛЭП способны работать под напряжением 220-750 кВ.

На стороне потребителя напряжение снижается с помощью трансформаторов до необходимой величины. В ряде случаев используются промежуточные уровни: 10, 6, 0.6, 0.4 кВ для локальных ЛЭП или отдельных потребителей.

Преимущество - постоянный ток - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Преимущество - постоянный ток

Cтраница 1

Преимущества постоянного тока для электродвигателей будут выяснены в следующей главе. [1]

Одним из преимуществ постоянного тока является возможность передачи половины мощности при повреждении одного полюса по другому полюсу с возвратом тока через землю. [2]

Одно из преимуществ ЭЛИ постоянного тока заключается в том, что яркость свечения пропорциональна напряжению в шестой степени или даже более высокой. [3]

В этом случае сохраняются преимущества постоянного тока, заключающиеся в применении более совершенной в конструктивном от ношении релейной и другой аппаратуры, и отпадает потребность в аккумуляторной батарее как источнике постоянного тока. Здесь следует отметить, что такой оперативный постоянный ток зависит от наличия напряжения в цепях переменного тока и пропадает с его исчезновением. [6]

Однако род тока намагничивания и метод нанесения порошка сильно сказываются на обнаружении подповерхностных дефектов. В этом случае редко выявляется преимущество постоянного тока над переменным, что объясняется созданием при постоянном токе магнитного поля, глубоко проникающего в металл. Но детали с толщиной стенки 20 мм не следует намагничивать постоянным током, поскольку такие детали невозможно размагнитить после контроля. [8]

Намагничивание постоянным или переменным током, а также сухой или мокрый метод нанесения порошка существенно не влияют на обнаружение поверхностных дефектов. Однако род тока намагничивания и способ нанесения порошка сильно влияют на обнаружение подповерхностных дефектов. В этом случае сказываются преимущества постоянного тока перед переменным. Это объясняется тем, что плотность постоянного тока по всему сечению проводника одинакова и, следовательно, магнитный поток будет однороден по всему сечению испытываемого изделия. [10]

Наряду с этим применяются схемы питания оперативных цепей с дешунтированием отключающих катушек, где вместо ПНТ используют реле типа ИТ, имеющие мощные контакты, способные разрывать ток до 150 А. Постоянный ток для питания оперативных цепей релейной защиты и автоматики может быть получен путем выпрямления переменного тока полупроводниковыми и другими выпрямителями. В этом случае сохраняются преимущества постоянного тока, заключающиеся в применении более совершенной в конструктивном отношении релейной и другой аппаратуры, и отпадает потребность в аккумуляторной батарее как источнике постоянного тока. [11]

Из этого семейства графиков видно, что намагничивание постоянным или переменным током, а также испытание сухим порошком или суспензией не имеют существенного значения для выявления поверхностных дефект тов. Однако при обнаружении подповерхностных дефектов вид тока для намагничивания, а также метод испытания сильно сказываются. В этом случае резко выявляется преимущество постоянного тока перед переменным, а также сухого1 порошка по сравнению с суспензией. [13]

Страницы: 1

www.ngpedia.ru

Преимущества сетей переменного тока - Документ

Текущая версия (не проверялась)

Переме́нный ток, AC (англ. alternating current — переменный ток) — электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению.

В устройствах-потребителях постоянного тока переменный ток часто преобразуется выпрямителями для получения постоянного тока.

Преимущества сетей переменного тока

Напряжение в сетях переменного тока легко преобразуется от одного уровня к другому путем применения трансформатора.
Асинхронные электродвигатели переменного тока проще и надежнее двигателей постоянного тока. (90% вырабатывемой электроэнергии потребляется асинхронными электродвигателями

Генерирование переменного тока

Переменный ток получают путем вращения рамки в магнитном поле. Принцип действия — явление электромагнитной индукции (появление индукционного тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока).

Стандарты частоты

В большинстве стран применяются частоты 50 или 60 Гц. В некоторых странах, например, в Японии, используются оба стандарта. Частота 16 ⅔ Гц до сих пор используется в некоторых европейских железнодорожных сетях (Австрия, Германия, Норвегия, Швеция и Швейцария).

В текстильной промышленности, авиации и военном деле для снижения веса устройств или с целью повышения частот вращения применяют частоту 400 Гц, а в морфлоте 500 Гц.

Переменный ток

Как мы уже знаем, электрический ток бывает постоянным и переменным.

Но широко применяется в народном хозяйстве только переменный ток. Это обусловлено тем, что напряжение и силу переменного тока можно преобразовывать практически без потерь энергии. Переменный ток получают при помощи генераторов переменного тока с использованием явлений электромагнитной индукции. На рис. 8 изображена примитивная установка для выработки переменного тока.

Рис. 8. Простейшая установка для выработки переменного электрического тока

Принцип действия установки прост. Проволочная рамка вращается в однородном магнитном поле с постоянной скоростью. Своими концами рамка закреплена на кольцах, вращающихся вместе с ней. К кольцам плотно прилегают пружины, выполняющие роль контактов. Через поверхность рамки непрерывно будет протекать изменяющийся магнитный поток, но поток, создаваемый электромагнитом, останется постоянным. В связи с этим в рамке возникнет ЭДС индукции. Для того чтобы определить, изменяется ли магнитный поток, проходящий по поверхности рамки, нужно всего лишь сравнить положение рамки в определенные периоды времени. Для этого нужно внимательно посмотреть на рис. 9.

Рис. 9. Изменения положения рамки в разные периоды времени

Точкой отсчета будет положение рамки, показанное на рис. 9, а. В этот момент плоскость рамки перпендикулярна к магнитным линиям, и магнитный поток будет иметь максимальное значение. Параллельно магнитным линиям рамка встанет через четверть периода. Магнитный поток при этом станет равным нулю, потому что ни одна магнитная линия не проходит через поверхность рамки. Чтобы определить ЭДС индукции, нужно знать не величину потока, а скорость его изменения. В точке отсчета ЭДС индукции равна нулю, а в третьем (рис. 9, в) — максимальному значению. Исходя из положений рамки, можно увидеть, что ЭДС индукции меняет и значение, и знак. Таким образом, она является переменной (см. график на рис. 9).

Если рамка имеет только активное сопротивление, то ток, который возникает в контуре под действием ЭДС индукции, с течением времени будет меняться, как и сама ЭДС. Такой ток называется переменным синусоидальным током. Периодом переменного тока называется отрезок времени, в течение которого ток выполняет одно полное колебание (эту единицу обозначают буквой Т). Число полных колебаний за 1 с называется частотой тока и обозначается буквой f. Частота измеряется в герцах (Гц). В промышленности и быту большинства стран используют переменный ток с частотой 50 Гц.

Действующие значения силы тока и напряжения

Как известно, переменная ЭДС индукции вызывает в цепи переменный ток. При наибольшем значении ЭДС сила тока будет иметь максимальное значение и наоборот. Это явление называется совпадением по фазе. Несмотря на то что значения силы тока могут колебаться от нуля и до определенного максимального значения, имеются приборы, с помощью которых можно замерить силу переменного тока.

Характеристикой переменного тока могут быть действия, которые не зависят от направления тока и могут быть такими же, как и при постоянном токе. К таким действиям можно отнести тепловое. К примеру, переменный ток протекает через проводник с заданным сопротивлением. Через определенный промежуток времени в этом проводнике выделится какое-то количество тепла. Можно подобрать такое значение силы постоянного тока, чтобы на этом же проводнике за то же время выделялось этим током такое же количество тепла, что и при переменном токе. Такое значение постоянного тока называется действующим значением силы переменного тока.

Амперметры и вольтметры магнитоэлектрической системы не позволяют производить замеры в цепях переменного тока. Это происходит потому, что при каждом изменении тока в катушке меняется направление вращающего момента, которое воздействует на стрелку прибора. Из-за того что катушка и стрелка обладают большой инерцией, прибор не реагирует на переменный ток. Для этих целей применяются приборы, не зависящие от направления тока. Например, это могут быть приборы, основанные на тепловом действии тока. В таких приборах стрелка поворачивается за счет удлинения нити, нагреваемой током.

Можно также применять приборы с электромагнитной системой действия. Подвижной частью в данных приспособлениях является железный диск небольшого диаметра. Он перемагничивается и втягивается внутрь катушки, через которую пропущен переменный ток. Такие приборы измеряют действующие значения силы тока и напряжения.

Для сравнения различных переменных токов (ЭДС и напряжений) существуют величины, характеризующие тот или иной ток. Они называются параметрами переменного тока.

Период, амплитуда и частота — параметры переменного тока

Переменный ток характеризуется двумя параметрами — периодом и амплитудой, зная которые мы можем судить, какой это переменный ток, и построить график тока.

Рисунок 4. Кривая синусоидального тока

Промежуток времени, на протяжении которого совершается полный цикл изменения тока, называется периодом. Период обозначается буквой Т и измеряется в секундах.

Промежуток времени, на протяжении которого совершается половина полного цикла изменения тока, называется полупериодом. Следовательно, период изменения тока (ЭДС или напряжения) состоит из двух полупериодов. Совершенно очевидно, что все периоды одного и того же переменного тока равны между собой.

Как видно из графика, в течение одного периода своего изменения ток достигает дважды максимального значения.

Максимальное значение переменного тока (ЭДС или напряжения) называется его амплитудой или амплитудным значением тока.

Im, Em и Um — общепринятые обозначения амплитуд тока, ЭДС и напряжения.

Мы прежде всего обратили внимание на амплитудное значение тока, однако, как это видно из графика, существует бесчисленное множество промежуточных его значений, меньших амплитудного.

Значение переменного тока (ЭДС, напряжения), соответствующее любому выбранному моменту времени, называется его мгновенным значением.

i, е и и — общепринятые обозначения мгновенных значений тока, ЭДС и напряжения.

Мгновенное значение тока, как и амплитудное его значение, легко определить с помощью графика. Для этого из любой точки на горизонтальной оси, соответствующей интересующему нас моменту времени, проведем вертикальную линию до точки пересечения с кривой тока; полученный отрезок вертикальной прямой определит значение тока в данный момент, т. е. мгновенное его значение.

Очевидно, что мгновенное значение тока по истечении времени Т/2 от начальной точки графика будет равно нулю, а по истечении времени - T/4 его амплитудному значению. Ток также достигает своего амплитудного значения; но уже в обратном на правлении, по истечении времени, равного 3/4 Т.

Итак, график показывает, как с течением времени меняется ток в цепи, и что каждому моменту времени соответствует только одно определенное значение как величины, так и направления тока. При этом значение тока в данный момент времени в одной точке цепи будет точно таким же в любой другой точке этой цепи.

Число полных периодов, совершаемых током в 1 секунду, называется частотой переменного тока и обозначается латинской буквой f.

Чтобы определить частоту переменного тока, т. е. узнать, сколько периодов своего изменения ток совершил в течение 1 секунды, необходимо 1 секунду разделить на время одного периода f = 1/T. Зная частоту переменного тока, можно определить период: T = 1/f

Частота переменного тока измеряется единицей, называемой герцем.

Если мы имеем переменный ток, частота изменения которого равна 1 герцу, то период такого тока будет равен 1 секунде. И, наоборот, если период изменения тока равен 1 секунде, то частота такого тока равна 1 герцу.

Итак, мы определили параметры переменного тока — период, амплитуду и частоту, — которые позволяют отличать друг от друга различные переменные токи, ЭДС и напряжения и строить, когда это необходимо, их графики.

Трехфазный переменный ток

В данное время в мировой промышленной практике широко распространен трехфазный переменный ток, который имеет множество преимуществ перед однофазным током. Трехфазной называют такую систему, которая имеет три электрические цепи со своими переменными ЭДС с одинаковыми амплитудами и частотой, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120° или на 1/3 периода. Каждая такая цепь называется фазой.

Рис. 10. Пример трехфазной системы переменного тока с тремя генераторами

Для получения трехфазной системы нужно взять три одинаковых генератора переменного однофазного тока, соединить их роторы между собой, чтобы они не меняли свое положение при вращении. Статорные обмотки этих генераторов должны быть повернуты относительно друг друга на 120° в сторону вращения ротора. Пример такой системы показан на рис. 10.

Согласно вышеперечисленным условиям, выясняется, что ЭДС, возникающая во втором генераторе, не будет успевать измениться, по сравнению с ЭДС первого генератора, т. е. она будет опаздывать на 120°. ЭДС третьего генератора также будет опаздывать по отношению ко второму на 120°.

Однако такой способ получения переменного трехфазного тока весьма громоздкий и экономически невыгодный. Чтобы упростить задачу, нужно все статорные обмотки генераторов совместить в одном корпусе. Такой генератор получил название генератор трехфазного тока. Когда ротор начинает вращаться, в каждой обмотке возникает изменяющаяся ЭДС индукции. Из-за того что происходит сдвиг обмоток в пространстве, фазы колебаний в них также сдвигаются относительно друг друга на 120°.

Для того чтобы подсоединить трехфазный генератор переменного тока к цепи, нужно иметь 6 проводов. Для уменьшения количества проводов обмотки генератора и приемников нужно соединить между собой, образовав трехфазную систему. Данных соединений два: звезда и треугольник. При использовании и того и другого способа можно сэкономить электропроводку.

Соединение звездой

Обычно генератор трехфазного тока изображают в виде 3 статорных обмоток, которые располагаются друг к другу под углом 120°. Начала обмоток принято обозначать буквами А, В, С, а концы — X, Y, Z. В случае, когда концы статорных обмоток соединены в одну общую точку (нулевая точка генератора), способ соединения называется «звезда». В этом случае к началам обмоток присоединяются провода, называемые линейными (рис. 11 слева).

Рис. 11. Соединение трехфазных генераторов способом «звезда»

Точно так же можно соединять и приемники (рис. 11 справа). В этом случае провод, который соединяет нулевую точку генератора и приемников, называется нулевой. Данная система трехфазного тока имеет два разных напряжения: между линейным и нулевым проводами или, что то же самое, между началом и концом любой обмотки статора. Такая величина называется фазным напряжением (Uл). Поскольку цепь трехфазная, то линейное напряжение будет в v3 раз больше фазного, т. е.:

Uл = v3Uф

Соединение треугольником

Рис. 12. Пример соединения треугольником

При использовании данного способа соединения конец X первой обмотки генератора подключают к началу В второй его обмотки, конец Y второй обмотки — к началу С третьей обмотки, конец Z третьей обмотки — к началу А первой обмотки. Пример соединения показан на рис. 12. При данном способе соединения фазных обмоток и подключении трехфазного генератора к трехпроводной линии линейное напряжение по своему значению сравнивается с фазным:

Uф = Uл

gigabaza.ru

Преимущества переменного тока над постоянным

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-03-30

Общие сведения об энергетике. Преимущества переменного тока над постоянным. Причины выбора частоты 50 Гц и трехфазного тока. Недостатки двухфазного и однофазного тока. Область применения постоянного тока. Шкала средних номинальных значений потребителей и источников.
Принципиальная схема электроэнергетической системы. Принципы ее устройства и назначение элементов. Виды подстанций. Повышение надежности электроснабжения. Шкала средних номинальных напряжений источников и потребителей, ее назначение. (40 баллов)
Основные типы электростанций. Их роль в выработке электроэнергии в энергосистеме. Преимущества объединения ЭС на параллельную работу. Изобразить технологическую схему ТЭС и описать работу пароводяного тракта. (40 баллов)
Какие различают графики нагрузок электроустановок по времени и по месту изучения? Как получают перспективный график нагрузки потребителей, используемый при проектировании? Приведите пример типового графика нагрузки для отрасли. Как рассчитать по графику среднюю нагрузку, степень неравномерности, условную продолжительность использования максимальной нагрузки и установленной мощности? (60 баллов)
Преимущества и область использования сетей с изолированной нейтралью. Что происходит в этих сетях при замыкании фазы на землю? От чего зависит величина тока замыкания на землю, каков ее порядок? Изобразить векторную диаграмму напряжений в точке замыкания. (50 баллов)
В чем отличие сетей с компенсированной нейтралью от сетей с эффективно- и глухозаземленной нейтралью? Область использования этих сетей. (40 баллов)
Определение зависимости температуры проводника от времени при длительном нагреве. Что такое длительно допустимая температура проводников и аппаратов, чем она определяется? (60 баллов)
Как и для каких условий определяется длительно допустимый ток проводника заданного сечения? Что делают, если температура окружающей среды значительно и длительно отличается от нормированных значений? Как и от чего учитываются возможные изменения активного сопротивления при определении длительно допустимого тока? Почему шины изготавливают прямоугольного сечения с соотношением сторон 1/8 1/12? В каких случаях изготавливают шины других профилей? (60 баллов)
Какое уравнение лежит в основе расчета термической стойкости проводников? Что такое импульс квадратичного тока КЗ, каков его физический смысл? В чем состоит задача расчета термической стойкости проводников и как она решается? (70 баллов)
Понятие электродинамической стойкости проводников и аппаратов при КЗ. Какой закон лежит при определении сил взаимодействия? Определение силы взаимодействия проводников при 2-х фазном КЗ в трехфазной системе. (60 баллов)
Изложите методику расчета шинных конструкций на электродинамическую стойкость. Каким методом ведется расчет? Зачем и каким образом рассчитывается частота собственных колебаний шин? (60 баллов)

Понятие электрической дуги, основные характеристики. Распределение напряжения и напряженности электрического поля по дуге. Основные ионизирующие и деионизирующие факторы. Уравнение баланса напряжений элекрической дуги. Определение критической длины дуги постоянного тока.
Изобразите вольтамперную характеристику дуги постоянного и переменного тока. В чем состоит отличие гашения дуги переменного тока от дуги постоянного тока? При каких условиях происходит гашение дуги переменного тока? Какие основные способы используются при гашении дуги постоянного и переменного тока? (60 баллов)

Затемненные вопросы не включены в билеты:

Что такое восстанавливающееся напряжение и как его форма зависит от параметров сети? Как определяется максимальное мгновенное значение восстанавливающегося напряжения при различных видах КЗ? (60 баллов)
Как определяется частота и скорость восстанавливающегося напряжения? Что такое средняя скорость восстанавливающегося напряжения, от чего она зависит? Как активное сопротивление влияет на параметры восстанавливающегося напряжения у выключателей? Как работают выключатели с активными шунтирующими сопротивлениями и как подбирается величина этих сопротивлений? (60 баллов)
Особенности отключения неудаленных КЗ. Чем определяется суммарный пик и скорость восстанавливающегося напряжения при отключении неудаленных КЗ? Как выглядит кривая восстанавливающегося напряжения? Что делают для облегчения процесса отключения неудаленных КЗ? В чем заключается проверка воздушных выключателей по восстанавливающемуся напряжению? (60 баллов)
В чем состоит проблема отключения малых индуктивных и емкостных токов? Что такое срез тока, когда он наблюдается? Что произойдет через 0.01с после отключения емкостного зарядного тока? Рекомендации по отключению малых емкостных токов и использованию способов защиты сети. (50 баллов)

Следующие вопросы прорабатываются самостоятельно:

Какими параметрами, согласно ГОСТу, характеризуются высоковольтные выключатели? Отключение дуги в масляных многообъемных выключателях. Методы повышения отключающей способности. Преимущества и недостатки масляных баковых выключателей. (40 баллов)
Отключение дуги в маломасляных выключателях. Методы повышения отключающей способности. Выключатель ВМП-10. Преимущества и недостатки маломасляных выключателей. (40 баллов)
Маломасляные выключатели на напряжение 20 220 кВ. Принципы устройства. Преимущества и недостатки маломасляных выключателей (40 баллов)
Конструкция воздушных выключателей серии ВВН на напряжение 110 220 кВ. Конструкция и работа дугогасительной камеры. Исполнение выключателя с открытым и закрытым отделителем. Преимущества и недостатки. (40 баллов)
Конструкция воздушных выключателей серии ВВБ на напряжение 110 330 кВ. Конструкция и работа дугогасительной камеры. Конструкция воздушных выключателей серии ВВБК на 1150 кВ. Преимущества и недостатки. (40 баллов)
Электромагнитные включатели. Особенности конструкции и гашения дуги. Преимущества и недостатки. (30 баллов)
Элегазовые включатели. Особенности конструкции и гашения дуги. Конструкция и работа дугогасительной камеры. Преимущества и недостатки. (40 баллов)
Вакуумные и автогазовые выключатели высокого напряжения. Особенности конструкции и гашения дуги. Преимущества и недостатки. (40 баллов)
Назначение разъединителей, конструкция основных типов разъединителей. Особенности использования короткозамыкателей и отделителей в электрических сетях. Преимущества и недостатки. Чем отделитель отличается от разъединителя?

samzan.ru