![]() Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Векторная диаграмма явнополюсной синхронной машины
Для построения векторной диаграммы считается заданным: U, I, угол j, сопротивление машины xd, xq, Исходные уравнения для построения векторной диаграммы в осях d-q: Отсюда, если найти разность При предположении, что сопротивление по обеим осям одинаковые, можно уравнение для ЭДС EQ записать в комплексной форме: Использование ЭДС Eq для построения векторной диаграммы не представляется возможным, т.к. необходимо знать составляющие по осям Uq и Id -а нам не известно направление осей, чтобы Для построения векторной диаграммы рассмотрим вначале синхронные ЭДС по обеим осям (аналогично- переходные): Если совместить ось d с ее действительной осью /+1/, ось q - с мнимой осью /+j / и умножить 1 уравнение на (+j), второе на (+1) получим: Для построения векторной диаграммы в комплексной плоскости, необходимо ввести комплексы ЭДС, напряжения, тока:
чтобы можно было записать Сопоставляя с полученным уравнением видим, что для получения комплекса Поэтому для направления осей d-q введем предположение, что Перейдем непосредственно к построению. Отложим падение напряжения 34. Сравнение реактивностей синхронной машины. Из полученных выражений ясно, что 1/. В стационарном режиме создаваемый током статора магнитный поток частично замыкается по путям рассеяния статорной обмотки, а основная его часть, пройдя воздушный зазор, свободно замыкается через полюсы и массив ротора. Поскольку магнитное сопротивление для магнитного потока в этих условиях относительно мала, то индуктивность получается большой. В продольной оси ротора она определяет синхронную реактивность xd. 2/. При внезапном изменении магнитного потока статора в обмотке возбуждения наводится ток, который создает м.п., направленный навстречу потоку статора, т.е. последний встречает большее сопротивление и известная его часть вытесняется на пути рассеяния обмотки возбуждения. Т.е. магнитный поток вынужден будет замыкаться через пути рассеяния - фактически по воздуху, обладающему малой магнитной проницаемостью. В связи с этим величина реактивности должна стать меньше и она становится равной 3/. При наличии демпферной обмотки в продольной оси вытеснение внезапно изменившегося магнитного потока становится еще больше и его большая часть вытесняется на пути рассеяния. Следовательно величина реактивности
35. Влияние и учет нагрузки при К.З. Рассмотрим простейшую схему электрической системы.
Из этой простейшей схемы видно, что нагрузка шунтирует поврежденную ветвь и тем уменьшает внешнее сопротивление цепи статора. Это приводит к увеличению тока генератора, уменьшению его напряжения и соответственно пропорциональному уменьшению тока в месте к.з. С увеличением удаленности к.з. влияние нагрузки сказывается сильнее. Перейдем теперь к оценке сопротивления нагрузки. Если бы она состояла из приемников с постоянным сопротивлением, то ее учет не представлял каких-либо затруднений. 36. Влияние и учет нагрузки при установившемся режиме к.з. Нагрузка состоит преимущественно из асинхронных двигателей, сопротивление которых, как известно, резко зависит от скольжения, последнее определяется напряжением у двигателя. Эти зависимости нелинейны, что сильно усложняет достаточно точный учет нагрузки. Двигатели при к.з. в основном тормозятся, скольжение увеличивается и потому Zдв. В основном будет иметь индуктивный характер. Поэтому нагрузку учитывают приближенно некоторой постоянной реактивность, пренебрегая активными сопротивлениями. Причем эту реактивность определяют приближенно из нормального режима, заменяя действительную активно-индуктивную нагрузку некоторым фиктивным индуктивным сопротивлением. акую замену можно осуществить, исходя из требования, чтобы при ЭДС Eq, соответствующей данной нагрузке, напряжение генератора при чисто индуктивном режиме сохраняло свою нормальную величину, иными словами:
но тогда Подставим сюда величины для типовых генераторов: Eq=2, 2; xd=1.4; Uн=1, тогда В установившемся режиме к.з. часть двигателей работают с увеличенным скольжением, часть - остановилась. Поэтому можно считать, что ЭДС двигателей равна нулю Едв=0. Следует подчеркнуть, что это средняя величина хнагр. Отнесена к полной / МВА / рабочей мощности нагрузки и среднему напряжению ступени, где присоединена нагрузка. 37. Влияние и учет нагрузки в начальный момент к.з.
Рассмотрим данную схему. При к.з. в точке 1 U1=0, то в т.2 и 3 будет какое-то остаточное напряжение. К подстанции в основном присоединена асинхронная нагрузка, которая составляет большую часть общей нагрузки. * Если ЭДС нагрузки в момент к.з. окажется выше напряжения в месте присоединения, эти двигатели будут подпитывать место к.з. Это. Очевидно, в полной мере относится к точке (1), где U1=0. * Если Чтобы знать в каком режиме работает тот или иной двигатель, необходимо определить его ЭДС в начальный момент. В соответствии с постоянством потокосцепления эта ЭДС будет, очевидно, равна значению ЭДС в предшествующем режиме. Определим ее из векторной диаграммы:
В соответствии с векторной диаграммой переходная ЭДС будет равна: В этом уравнении необходимо определить сопротивление двигателей
Переходная реактивность двигателя Очевидно, что именно этим сопротивлением характеризуется двигатель при пуске, это есть сопротивление к.з. двигателя. Тогда
Величина Тогда ЭДС двигателя равна при cos=0.8: В практических расчетах нагрузку в начальный момент к.з. учитывают параметрами: Очевидно, что наиболее эффективное участие в токе к.з. будут принимать двигатели, присоединенные к месту к.з. Их участие учитывают в определении ударного тока к.з. Действующее значение тока к.з. двигателя: Тогда ударный ток к.з. с учетом подпитки от нагрузки:
I0.0 - начальный переходный ток к.з. от системы; ку.с - ударный коэффициент от тока к.з. от системы ку.дв - ударный коэффициент для тока к.з. от нагрузки.
Промежуточные токи. Т.к. кинетическая энергия двигателей быстро затухает при резком снижении напряжения, двигатели начинают тормозится и потреблять ток от места к.з. / скольжение мало, сопротивление также мало /. В силу этого принимают приближенно, что в промежуточные моменты к.з. вся обобщенная нагрузка влияет так же, как и при установившемся режиме, т.е. принимают: Енагр=0, хнагр=1, 2.
37, 38 МЕТОД РАСЧЕТНЫХ КРИВЫХ. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА.
Все практические методы в том числе и метод расчетных кривых позволяют вычислить уровень периодической составляющей т.к.з. в месте к.з. При разработке данного метода приняты следующие допущения: n нагрузка предполагается сконцентрированной и присоединенной к шинам генератора / т.е. пренебрегаем распределенностью нагрузки по электрической сети /; n пренебрежение активным сопротивлением элементом системы. Данное допущение означает, что в методе не учитывается апериодическая составляющая т.к.з.; n генератор до возникновения к.з. работал с номинальной нагрузкой при cos j = 0.8. n генератор имеет одинаковые параметры по продольной и поперечной осям; n при построении расчетных кривых применены усредненные параметры типовых генераторов. Указанные допущения позволяют рассматривать следующую простейшую схему:
Уровень тока в произвольный момент времени для данной схемы зависит от удаленности к.з. / хвн /, параметров генератора и моментов времени. Нагрузка представляется постоянным в течении переходного процесса сопротивлением. Равным Для данной схемы, задаваясь различной удаленностью места к.з., можно определить периодический ток в мете к.з. для любого момента времени. Эти вычисления можно представить в виде графических зависимостей - расчетных кривых, причем более удобно в качестве независимой переменной по оси абсцисс откладывать так называемое расчетное сопротивление:
а по оси ординат - ток к.з., определенный с учетом сопротивления нагрузки:
При пользовании расчетными кривыми расчетное сопротивление должно быть приведено к мощности генератора. Построены следующие типы кривых: Для типового генератора без АРВ. Для типового генератора с АРВ. Здесь может оказаться, что ток в последующем интервале времени больше, чем в предыдущем, что связанно с действием АРВ. Для удобства пользования кривые сдвинуты на величину Для типового генератора без АРВ. Кривые построены для гидрогенератора без успокоительных обмоток, поэтому ось ординат сдвинута на величину Для типового генератора с АРВ. Кривые для всех типов генераторов построены до
39 МЕТОД ИНДИВИДУАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ Указанный метод расчета пригоден и составлен для радиальной схемы с одним источником питания. Как же быть в случае сложной системы? Допустим имеется следующая система: Генераторы представим в схеме замещения сверхпереходными ЭДС и сверхпереходными сопротивлениями: В соответствии с методом наложения ток в месте к.з. равен:
![]() Причем, ток Iki каждого генератора, посылаемый к месту к.з., можно определить, воспользовавшись взаимной проводимостью между ЭДС и точкой к.з.
![]() Указанную выше схему замещения можно представить эквивалентной в виде многоугольника с диагоналями. В реальных схемах сверхпереходная ЭДС генераторов мало отличается друг от друга. Поэтому можно принять, что Для получения лучевой схемы можно пользоваться двумя способами. Метод преобразования схемы в n- угольник. Этот метод был нами рассмотрен при определении взаимных сопротивлений между узлами схемы. Т.к. ЭДС генераторов равны 2.С использованием потокораспределения. При этом также принимается. Что сверхпереходные ЭДС генераторов одинаковы. Это позволяет объединить генераторные точки. Тогда токи, посылаемые каждым генератором, можно выразить через коэффициенты токораспределения С: Данную схему можно преобразовать к простейшему случаю с Для пользования расчетными кривыми необходимо, чтобы это сопротивление было отнесено к номинальной мощности генератора (генераторов) данного луча, если сопротивления схемы замещения были приведены к некоторой базисной мощности Sб. Это можно осуществить по известному правилу приведения: Зная данное сопротивление по расчетным кривым Поэтому рекомендуется объединить несколько генераторов (станций) в один луч, используя следующие рекомендации: 1) Рекомендуется объединить в один луч несколько генераторов, но так, чтобы общее число лучей не превосходило 3-5. Систему бесконечной мощности выделить в один луч. 2) Генератор на шинах которого возникло к.з., следует выделять в отдельный луч. 3) Нельзя в один луч объединять турбогенераторы и гидрогенераторы / они имеют разные 4) Нельзя объединять в один луч однотипные генераторы, если они находятся в резко неодинаковых условиях.
40 АЛГОРИТМ РАСЧЕТА Т.К.З. ПО МЕТОДУ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ Составляют для заданной системы схему замещения, в которую генераторы вводят своими Постепенно преобразовывают схему, считая начало всех генераторных ветвей эквипотенциальными точками и определяют хэ. Находят токораспределение в генераторных лучах. Если в луч входят несколько генераторов. то Определяют храсч каждого луча:
![]() 5.Определяют соответствующие расчетные кривые, по которым определяют
![]()
где 7.Определяют ток в месте к.з.: 8.Определябт ударный ток к.з.: где
Следует особо отметить, что если
41, 42МЕТОД РАСЧЕТА ПО ОБЩЕМУ ИЗМЕНЕНИЮ
Иногда при упрощенных расчетах всех генераторы системы объединяют в один луч независимо от типа генератора и его удаленности до места к.з. Этот метод называют метод расчета по общему изменению, он является частным случаем метода расчета по индивидуальному изменению при количестве лучей равных одному.
РАСЧЕТ Т.К.З. ПО МЕТОДУ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ
|