Главная Машины переменного тока



имеет зспокоительной обмотки, то вместо сверхпереходных сопротивлений Xd" и Xq" получим переходные - и Xq. Полученные значения параметров являются приближенными, так как при неподвижном роторе действие высших гармонических несколько иное, чем при вращающемся роторе.

Действующие значения токов. При расчетах иногда пользуются выражениями для действующих (среднеквадратичных) значений тока, которые находятся путем деления соответствующих амплитуд на "[/2. Так как амплитуды свободного тока затухают с течением времени, то и действующие значения токов будут убывать вместе с ними. Для начальных значений при =0 и а=0 можно написать

/пз" = /"птах/1/2=£р/х/; Ia3 = Eci/Xd"; / пЗ =/пmaxз/У2 = ВоМ/;

1уз=Ео/ха, где индесс 3 - трехфазное короткое замыкание.

Несимметричные короткие замыкания. Применив метод симметричных составляющих, можно получить для начальных (=0) действующих значений при двухфазном коротком замыкании:

1п2= f 2" = 1/3 EoiXd -f Xl /:,2= /шег/ -

V3Fo:ixa+X2) и при однофазном: :

/nl = /miiaxl/ V2 = Зо {Xd -f -f JCq), /= /nn.axl/ V2 = =-3£o/(jCd-LjC2 + JCo),

где X2 и Xo - индзктивные сопротивления обратной и нулевой последовательности.

Формзлы могут быть получены из соответствующих формЛ установившегося режима птем замены Xd на Xd" или х/, чем учитывается, что прямое поле обмотки статора индуктирует-э. д. с. в обмотках ротора только при переходных процессах. Так как обратное и пзльсирующее поля статора индуктируют э. д. с. в обмотках ротора в незстановившемся и установившемся режиме, w параметры Х2 и Хо неизменны в том и другом случае. Обозначив через V вид короткого замыкания (v = 3, 2, 1), можем написать для дей-ствзющего значения тока к. з. при а==0:

VC-[-/L...=Vl2+{V2 Ilf =1,73/:.. (33.8)

Разность между действующими значениями результирующего тока и его периодической составляющей 1,73/"-nv=73:v У словлена наличием затухающей апериодической составляющей.

Подсчитаем начальные (=0) и промежуточные (=И=0) значения токов при различных видах (v=3, 2, 1) к. з. Мы рассмотрели к. 3., которым предшествовал х. х., когда /=0 и э. д. с. равна Ео-.Если к. 3. произошло при номинальном напряжении Uhom, нагрузочном токе / и коэффициенте мощности созф, то в расчетах вместо Ео

принимают либо величину £b.iiom= 1,05С/пом, либо в.иом иом +



,/Xd"sinq> при наличии успокоительной обмотки, а Е

.ном - и ном

+/х/81пф при ее отсутствии.

Следует иметь в виду, что в тфбогенераторах, ие имеющих специально устроенной успокоительной обмотки, необходимо учесть вихревые токи, индуктированные в массивном роторе, приведя их к эквивалентной успокоительной обмотке. При к. з. в точках, зда-ленных от зажимов генератора, необходимо учесть сопротивление внешней цепи от зажимов генератора до точки к. з.

Ударный ток короткого замыкания. Ударным током называют наибольшее возможноепри данном возбуждении вращающейся машины мгновенное значение тока якоря при внезапном к. з. на зажимах генератора. При частоте тока 50 Гц ударный ток возникает примерно через 0,01 с (половину периода) после к. з(см. рис. 33.4

и 33.5), достигает значения Iyp,-=22Ea/Xd"=2i2-l,05Uaom/Xd". За первый полупериод успевает заметно затухнуть только апериодическая составляющая тока к. з., и вместо множителя 2 принимают ударный коэффициент, равный 1,8, т: е. величину ударного тока к. 3. /уд=1,05-1,8С/ном/х/, или /уд= 1,05• ЬВС/цом/х/. Значение ударного тока к. з. больше в машинах с успокоительной обмоткой, так как Xd"<Xd. Характерной величиной является кратность ударного тока к. 3., которая равна отношению ударного тока к ампли- туде номинального тока:

Согласно ГОСТ 183-66 кратность здарного тока не ограничивается, и синхронные машины должны выдерживать ударный ток к. 3. при напряжении х. х., равном 105% номинального.

Нагрев обмоток, вызванный неустановившимися токами, относительно невелик и представляет опасность в том случае, когда ток установившегося к. з. превосходит номинальное значение и к. з. долго не устраняется (отключается автоматически через 3-=-4 сив течение этого времени перегрев обмоток не успевает достигнуть опасных значений). Большую опасность представляют внутренние к, 3. части витков, когда замкнута, например при пробое изоляции, небольшая часть витков; при небольшом числе этих витков ток в них достигает большой величины, долго не затухает, изоляция прогорает и происходит замыкание короткозамкнутой секции на корпус машины.

Токи к. 3. вызывают электродинамические силы, во много раз превосходящие их величину при установившемся режиме. Эти силы представляют опасность для лобовых частей обмотки якоря, в особенности для быстроходных машин, имеющих длинные лобовые части, которые должны быть надежно укреплены с учетом величины ударного тока. Токи к. з. также создают большие вращающие моменты, мгновенные значения которых могут превзойти номинальный момент в десять раз, что должно быть учтено при проектировании машин. Одним из средств уменьшения размеров аварий при к. 3. служит так называемое «гашение поля». Оно заключается



Б быстром уменьшении тока ьозбуждения путем включения в цепь возбуждения активного сопротивления с последующим отключением ее от возбудителя. Скорость спадания поля должна быть подобрана так, чтобы избежать опасных перенапряжений на обмотке возбуждения. В мощных машинах обмотку якоря можно выполнить в виде двух обмоток, электрически несвязанных, причем каждая обмотка работает на свою нагрузку. Вследствие этого аппаратуру можно рассчитать на половину тока всего генератора.

г л а в а 34

ВОЗБУЖДЕНИЕ СИНХРОННЫС ГЕНЕРАТОРОВ

§ 34.1. Основные сведения

Синхронные генераторы выполняют с независимым возбуждением и с самовозбуждением.

При независимом или постороннем возбуждении для питания юбмотки возбуждения генератора необходим источник энергии постоянного либо переменного тока с выпрямительным устройством. Характерным здесь является независимость н. с. обмотки возбуждения от режима работы генератора. Источник постоянного тока, непосредственно питающий обмотку возбуждения генератора, называется возбудителем.

Генераторы самовозбуждающиеся, или с собственным возбуждением, не требуют постороннего источника энергии для возбуждения магнитного потока. Исходной энергией в них для возбуждения служит электрическая энергия в цепи якоря машины. Характерным для этих машин является использование остаточного магнетизма для самовозбуждения, а также зависимость п. с. обмотки возбуждения от режима работы генератора.

В качестве возбудителя используется либотеператор постоянного тока, либо ионные или полупроводниковые выпрямители. Особое место занимают генераторы с постоянными магнитами, не имеющие обмотки возбуждения. Такие генераторы можно условно отнести к самовоз5уждающимся, так как они после намагничивания не нуждаются в постороннем источнике энергии, а н.с, развиваемая постоянными магнитами, зависит от режима работы генератора.

Схемы возбуждения помимо возбудителя могут содержать еще вспомогательные машины переменного и постоянного тока, действующие в качестве подвозбудителей. Совокупность возбудителя, вспомогательных машин и регулирующих устройств составляет систему возбуждения. От современных систем возбуждения требуют, чтобы они были надежны и экономичны, допускали регулирование напряжения возбуждения в необходимых пределах и обеспечивали быстрое увеличение напряжения возбуждения (форсирование возбуждения) при изменениях нагрузки и аварийных режимах.

Для выполнения этих требований системы возбуждения должны иметь достаточно высокий «потолок» папряжепия, т. е. отношение верхнего предела напряжения возбудителя f/втах к номиналь-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [47] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.0117