• Самостійна робота №25 Тема
  • Питання для самоконтролю
  • 1 Загальні поняття
  • 2 Пояснення перехідного процесу в СГ

  • Скачать 14.91 Mb.


    страница29/68
    Дата29.01.2019
    Размер14.91 Mb.
    ТипУчебник

    Скачать 14.91 Mb.

    Конструкція трансформаторів


    1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   68

    З погляду зменшення втрат генератора найбільш вигідним є порушення, що відповідає мінімальному струму статора, тобто коли =1. Але в більшості випадків навантаження генератора має індуктивний характер і для компенсації індуктивних струмів ( щовідстають по фазі від напруги мережі) доводиться трохи перезбуджувати генератор, створюючи умови, при яких струм статора , випереджає по фазі напруга мережі . Слід зазначити, що для збереження , незмінним при змінах активного навантаження генератора потрібне одночасна зміна струму порушення генератора.

    Самостійна робота №25



    Тема: Перехідні процеси в СГ.

    Мета: ознайомитися із сутністю перехідних процесів в СГ.

    Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

    1 Загальні поняття

    2 Пояснення перехідного процесу в СГ

    Література: Электрические машины: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ М. М. Кацман. – 6-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 496 с.

    Питання для самоконтролю:

    1 В чому полягає суть перехідних процесів СГ?

    2 Що таке надпровідний контур?

    3 Які процеси відбуваються в СГ при трифазному короткому замиканні?

    4 Що таке ударний струм?

    5 Як можна зменшити значення ударного струму?


    1 Загальні поняття



    Рис. 21-12. картина магнітного поля при раптовому к. з.

    Принципова відмінність перехідних процесів від розглянутих раніше сталих полягає в тому, що при сталих процесах роботи синхронного генератора із симетричним навантаженням у сердечнику й обмотках ротора не индуцируются ніякі струми. У той же час при перехідних процесах і несиметричних навантаженнях між ротором і статором виникають трансформаторні зв'язки.

    Найбільший інтерес представляє перехідний процес при раптовому трифазному короткому замиканні синхронного генератора. Перехідний процес при різких змінах навантаження, наслідком якого є коливання синхронної машини, був розглянутий в § 21.4.

    При розгляді перехідного процесу синхронного генератора зневажають активним опором його обмоток, т. е ці обмотки вважають надпровідниками. Це допущення в значній мірі полегшує вивчення процесу, не вносячись помітної погрішності, особливо для великих машин, у яких активний опір обмоток досить мало. Таким чином, перш ніж перейти до розгляду раптового к. з., введемо поняття про надпровідний контур, для якого по другому законі Кирхгофа можна записати .

    У будь-який момент часу повне потокосцепление надпровідного контуру

    (21.21)

    де й , — потокосцепления, обумовлені зовнішньою причиною й самоіндукцією відповідно.
    2 Пояснення перехідного процесу в СГ

    Розглянемо раптове трифазне к. з. синхронного генератора на його затискачах. Будемо вважати, що попередньо цей генератор працював у режимі х.х., тобто в ньому діяв єдиний магнітний потік обмотки збудження, у якій проходив струм . При к. з. з'являється обертовий синхронно з ротором магнітний потік статора по поздовжній осі (обмотка статора являє собою чисто індуктивне навантаження) , спрямований проти потоку (мал. 21.12, а). При цьому в обмотці збудження й у заспокійливій обмотці будуть индуцироваться додаткові струми й, які відповідно до правила Ленца перешкоджають зміні результуючого магнітного потоку в машині. Ці струми створюють власні магнітні потоки й, які протидіють проникненню потоку в сердечник ротора, тобто будуть витісняти його в повітряний зазор міжсмужного простору. У результаті потік статора значно зменшиться до значення . Відповідно зменшиться й індуктивний опір обмотки статора по поздовжній осі, досягши значення . Тому в початковий момент перехідного процесу, називаного сверхпереходным, що діє значення струму раптового до з. має найбільшу величинуударний струм короткого замикання

    , (21.22)

    де сверхпереходное індуктивний опір.

    Обмотки збудження й заспокійлива все-таки мають деякий активний опір, а тому индуцируемые в них додаткові струми , і будуть поступово загасати. Однак цей процес загасання протікає неоднаково, тому що заспокійлива обмотка й обмотка збудження мають різні постійні часу Т. Обмотка збудження, маючи значне число витків у порівнянні із заспокійливою обмоткою, має більшу індуктивність, а тому .

    Поэтому до моменту часу, коли додатковий струм у заспокійливій обмотці зменшиться до нуля, додатковий струм ще має деяке значення. При цьому магнітний потік реакції якоря частково буде проходити через ротор, отчого його значення трохи зростає до значення . Відповідно зростає індуктивний опір статора по поздовжній осі, досягши значення , називаного перехідним індуктивним опором. При цьому струм раптового к. з. трохи зменшиться до значення

    . (21.23)

    Рис. 21.13. Осциллограммы струмів при раптовому к. з.


    Через якийсь час зменшиться до нуля й додатковий струм в обмотці збудження . При цьому потік статора буде замикатися повністю через ротор і його значення стане ще більше ( ). Відповідно зросте й індуктивний опір статора, досягши значення , а струм к. з.

    (21.24)

    У результаті в генераторі встановиться результуючий магнітний потік (мал. 21.12, б) .

    Зі зменшенням магнітного потоку, зчепленого з обмоткою статора, зменшиться ЭДС статора до значення , що приведе до зменшення струму к. з. до сталого значення

    . (21.25)

    Таким чином, при раптовому трифазному к. з. відбувається поступове загасання струму к. з. Якщо, наприклад, пік струму (ударний струм) при раптовому к. з. досягає 15-кратного значення, те сталий струм к. з. досягає 1,5-кратного (для турбогенераторів) або 2,5-кратного (для гідрогенераторів) значення при струмі порушення, що відповідає номінальному навантаженню. У деяких випадках струм може виявитися навіть менше номінального. Причина настільки малого струму при сталому к. з. полягає в тому, що генератор розмагнічується полем реакції якоря.

    На мал. 21.13 представлені осциллограммы струмів синхронного генератора при раптовому к. з., де відзначені три характерних ділянки: — сверхпереходный процес; — перехідний процес; III — стале к. з.

    Ударний струм к. з. створює значні електромагнітні сили, що діють на обмотку статора. Особливу небезпеку ці сили представляють для лобових частин обмотки, що вимагає застосування спеціальних заходів для їхнього зміцнення, особливо в турбогенераторах, де лобові частини мають значний виліт.



    При раптовому к. з. синхронного генератора виникають також значні електромагнітні моменти, що діють на статор і ротор. У найбільш несприятливих умовах миттєве значення такого моменту досягає десятикратної величини в порівнянні з номінальним моментом. Це необхідно враховувати при механічних розрахунках деяких деталей машини і її кріплень до фундаменту. Режим короткого замикання небажаний ще й тому, що він порушує паралельну роботу синхронних генераторів.

    З погляду зменшення ударного струму к. з. корисним є збільшення магнітного потоку розсіювання обмотки статора , тому що це веде до росту індуктивного опору . Однак не слід забувати й про шкідливу дію магнітного потоку розсіювання: зменшенні корисного магнітного потоку й росту внутрішнього спадання напруги (за рахунок збільшення індуктивного опору обмотки).
    1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   68

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Конструкція трансформаторів

    Скачать 14.91 Mb.