Характеристика короткого замыкания. ( Х.К.З.).

Характеристику трехфазного к.з. получают следующим образом: выводы обмотки статора замыкают накоротко (рис. 4.2, а) и при вращении ротора с частотой вращения п постепенно увеличивают ток возбуждения до значения, при котором ток к.з. превышает номинальный рабочий ток статорной обмотки не более чем на 25% (i_k = l, 25I_HOM).

Так как в этом случае ЭДС обмотки статора имеет значение, в несколько раз меньшее, чем в рабочем режиме генератора, и, следовательно, основной магнитный поток весьма мал, то магнитная, цепь машины оказывается ненасыщенной. По этой причине характеристика к.з. представляет собой прямую линию (рис. 4.2, б).

Активное сопротивление обмотки статора невелико по сравнению с ее индуктивным сопротивлением, поэтому, принимая R1 @ 0, можно считать, что при опыте к.з. нагрузка синхронного генератора (его собственные обмотки) является чисто индуктивной, y=90°.

Из этого следует, что при опыте к.з. реакция якоря синхронного генератора имеет продольно-размагничивающий характер Iq=0, Id = I, следовательно:

 

U = Ef + Ead + Ea s = 0

Ef = - Ead - Ea s = j Xd * I = j Xad * I + j Xa s I

 

Векторная диаграмма, построенная для генератора при опыте трехфазного к.з., представлена на рис. 4.2, в.

Из диаграммы видно, что ЭДС Ef, индуцируемая в обмотке статора, полностью уравновешивается ЭДС продольной реакции якоря E_ad = - j Id * Xad и ЭДС рассеяния Ea s = - j Xa s * I

При этом МДС обмотки возбуждения имеет как бы две составляющие: одна компенсирует падение напряжения j Xa s I, а другая компенсирует размагничивающее влияние реакции якоря j Xad I.

 

 

Рис. СМ. 4.2. Характеристика КЗ Векторная диаграмма СГ в режиме КЗ.

 

 

ЭМ.СM. 4.3. 08.01.06. 23.09.10. 22.09.11.

 

Схема замещения и векторная диаграмма характеристики КЗ приведена на рис 4.3.

В этом случае реакция якоря будет чисто размагничивающая и ЭДС от результирующего потока воздушного зазора равна:

 

| Eδ | = Ef - Xad I = Xa s I а

 

Сопротивление рассеивания Xa s мало; Eδ - мало; поток Фδ  - мал; машина не насыщена и характеристики КЗ прямолинейна.

 

4.3. Опытное определение Xd.

Характеристики к.з. и х.х. дают возможность определить значения токов возбуждения, соответствующие указанным составляющим МДС возбуждения.

С этой целью характеристики х.х. и к.з. строят в одних осях (рис. 4.3), при этом на оси ординат отмечают относительные значения напряжения х.х.

 

  Е fk = E 0/ U 1 _hom   и тока КЗ Iks = I а k / I ан

 

На оси ординат откладывают отрезок, выражающий в масштабе напряжения относительное значение ЭДС рассеяния Ea s = - j I ан* Xa s / U 1н . Затем точку Ea s сносят на характеристику х.х. (точка В) и опускают перпендикуляр BC на ось абсцисс.

Полученная точка C разделила ток возбуждения If кн на две части:

I s — ток возбуждения, необходимый для компенсации падения напряжения j I ан* X s, и

Ifad — ток возбуждения, компенсирующий продольно-размагничивающую реакцию якоря,.

На оси ординат откладываем номинальный ток якоря Iaн откладываем его на характеристике КЗ и опуская перпендикуляр на ось абсцисс получаем точка А.

Отрезок 0А равен току в обмотке возбуждения Ifkн, необходимому для получения тока статора Iа=Iн   при коротком замыкании.

Соединяя точки А, В и С получаем треугольник АВС, называемый реактивным треугольником или треугольником Потье синхронной машины.

Вертикальный катет этого треугольника BC равен Uas падению напряжения в индуктивном сопротивлении рассеивания Xaσ, а горизонтальный катет CA – намагничивающей силе реакции якоря в масштабе тока возбуждения - Ifad.

На оси ординат откладываем номинальное напряжение Uн.

Пр оводя прямую параллельную оси абсцисс, до характеристики холостого хода, точка D, и опустив перпендикуляр на ось абсцисс из точки D получим ток возбуждения Ifoн необходимый для получения U=Uн при холостом ходе.

Опыты ХХ и КЗ позволяют определить опытное значение продольного синхронного сопротивления Xd. Обычно находят ненасыщенную величину этого сопротивления Xd ^~, которое является постоянным для данной машины.

 

ЭМ.СM. 4.4. 09.01.06. 25.02.08. 22.09.11.

 

 

 

Рис. СМ. 4.3. Характеристика ХХ и КЗ 

Треугольник ABC - реактивный треугольник или треугольник Потье.

 

Чтобы определить Xd ^~ для какого-либо тока возбуждения If по спрямленной ненасыщенной ХХХ ( AM/ Iн )

 

  Xd^~ = Ef k ^~ / Iа

 

 Если Ef ^~ и Iан взяты в относительных единицах мы получим и Xd^~ в относительных единицах.

 Если вместо ненасыщенных величин Ef^~  и Iан подставить эти величины с учетом насыщения получим насыщенную величину Xd зависящую от If.

 

Xd = Efk / I н = Efk ^~ / Kmd / I н = Xd ^~ / Kmd

 

Где Kmd = Ef` k ^~ / Efk - коэффициент насыщения машины по продольной оси.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: