Расчет начального действующего значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в цепи статора синхронного генератора с учетом демпферных обмоток

 

Представим, что помимо обмотки возбуждения на роторе имеется по одной демпферной обмотке в продольной (1d) и поперечной (1q) осях. Рассмотрим вначале переходный процесс в продольной оси ро­тора d (рис. 8.1). Статор удобно представить в продольной оси обмоткой d, которая вращается вместе с ротором в ту же сторону, так как поток реакции статора вращается в симметричном режиме с такой же скоростью, что и ротор. До КЗ по об­мотке возбуждения f протекал ток , в демпферной обмот­ке ток отсутствовал. В начальный момент КЗ в ответ на внезапное приращение потока реакции статора , на величину возникает ответная реакция ротора, состоящая в том, что и в обмотке возбуждения и в демпферной обмотке 1d наводятся свободные токи и такой величины и направления, чтобы результирующие потоки, сцепленные с этими обмотками, остались в начальный момент КЗ теми же, что и до КЗ.

Совместную ответную реакцию двух обмоток можно заменить аналогичной реакцией в одной эквивалентной обмотке по продольной оси ротора от суммарного тока

.

Нетрудно показать, что эта эквивалентная обмотка на роторе имеет индуктивное сопротивление рассеяния

,

которое является эквивалентным индуктивным сопротивлением двух параллельных ветвей с и , где - индуктив­ное сопротивление рассеяния продольной демпферной обмотки, приве­денное к статору. Такая замена позволяет рассматриваемую задачу свести к той, которая уже решена ранее, когда на роторе была толь­ко обмотка возбуждения.

Таким образом, в начальный момент наруше­ния режима обмотка статора синхронной машины с демпферными обмот­ками характеризуется в продольной оси продольным сверхпереходным индуктивным сопротивлением , которое найдем, введя в (4-3) вместо

, (4-5)

и сверхпереходной ЭДС в поперечной оси за этим сопро­тивлением. ЭДС сохраняет свое значение неизменным в на­чальный момент внезапного нарушения режима и, следовательно, мо­жет быть рассчитана, если, известны параметры предшествующего ре­жима машины и :

. (4-6)

Схема замещения синхронной машины в начальный момент КЗ в про­дольной оси может быть получена после замены трех магнитносвязанных обмоток d, f и 1d одной электрической цепью (рис. 8.3). Здесь и - ЭДС, которые отвечают результирую­щим потокосцеплениям соответственно обмотки возбуждения и продоль­ной демпферной обмотки. Замена трех ветвей с , ; , и одной эквивалентной приводит к схеме замещения рис. 8.4, где синхронная машина представлена в продольной оси ротора сверх­переходной ЭДС за сверхпереходным сопротивлением .

В поперечной оси ротора обмотка статора синхронной машины (рис. 8.2) характеризуется в начальный момент нарушения режима поперечным сверхпереходным индуктивным сопротивлением, которое, как и в п. 4.1, определяется выражением

,

где - индуктивное сопротивление рассеяния поперечной демпферной обмотки, приведенное к статору. ЭДС за сопротивлением , так называемая сверхпереходная ЭДС в продольной оси, также сохраняет свое значение неизменным в начальный момент внезапного нарушения режима

, (4-7)

 

где и - составляющие напряжения и тока предшествую­щего режима машины.

Схема замещения синхронной машины в поперечной оси ротора имеет тот же вид, что и для машины без демпферных обмоток в продольной оси (рис. 8.5). Таким образом, в начальный момент внезапного на­рушения режима машину с демпферными обмотками полностью характе­ризуют индуктивные сопротивления и и ЭДС и . Приставка " сверх" в термине " сверхпереходные" подчерки­вает, что данные параметры и величины учитывают влияние демпферных обмоток.

Сопротивления и являются характерными парамет­рами машины и наряду с другими сопротивлениями приводятся в ее паспортных данных.

На рис. 8.7 приведена векторная диаграмма для явнополюсной машины, работающей в установившемся режиме с отстающим током, где указаны продольная и поперечная сверхпереходные ЭДС и пол­ная величина этой ЭДС . Порядок построения векторной диаграммы такой же, что и в п. 4.1. Подобно

 

 

 

переходной ЭДС, сверхпе­реходные ЭДС являются расчетными условными величинами.

При КЗ за чисто индуктивным сопротивлением продольная и поперечная составляющие начального значения периодической сла­гающей тока возникшего переходного процесса или так называемого начального сверхпереходного тока синхронной машины будут

; (4-8)

(4-9)

и его полная величина

. (4-10)

В машинах без специальных демпферных обмоток проявляется ес­тественное демпфирование роторов (массив полюсов, клинья пазов и т.д.). Последнее приближенно учитывают некоторым снижением соп­ротивления , т.е. для таких машин принимают

.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: