|
|
Сверхпереходная э.д.с. и сопротивление
Ротор любого современного синхронного генератора оснащается еще одной обмоткой — демпферной (иногда говорят: успокоительным контуром). Назначение обмотки понятно из ее названия — демпфировать качания ротора около синхронной частоты вращения. Благодаря ей на валу ротора возникает момент, стремящий его к синхронной скорости всякий раз, когда эта скорость начинает изменяться. При наличии демпферных обмоток компенсация реакции статора в продольной оси машины обеспечивается токами не только в обмотке возбуждения, но и в демпферных обмотках, благодаря чему компенсация происходит полнее, чем при их отсутствии.
В демпферной обмотке возникают токи, которые затухают значительно быстрее, чем ток в обмотке возбуждения (индуктивность демпферной обмотки существенно ниже индуктивности обмотки возбуждения). Представим, что кроме обмотки возбуждения на роторе имеется по одной демпферной обмотке в продольной и поперечной осях. Для простоты расчетов примем, что обмотки статора и обе обмотки ротора в его продольной оси связаны между собой общим потоком взаимоиндукции Фad, который определяет реактивность продольной реакции xad. В такой машине внезапное приращение потока Фad вызовет ответную реакцию ротора, которая образуется из приращений потоков обмотки возбуждения Фfd и продольной демпферной обмотки Ф1d. Баланс результирующих потоков должен сохраняться неизменным, т. е. будут соблюдаться следующие условия приращений величин: — для обмотки возбуждения:
— для продольной демпферной обмотки:
Приравняв левые части выражений, получим связь между приращениями токов:
Совместную ответную реакцию двух обмоток в начальный момент переходного процесса можно заменить аналогичной реакцией от суммарного тока в одной эквивалентной обмотке по продольной оси ротора с реактивностью рассеяния xrd:
В итоге можно получить:
Следовательно, для получения реактивного сопротивления, которым характеризуется синхронная машина в продольной оси при внезапном нарушении режима, достаточно в выражение для x'd ввести вместо xf величину xrd. Сделав такую подстановку и произведя преобразования, получим продольную сверхпереходную реактивность:
В поперечной оси ротора, где имеется только демпферная обмотка, существует поперечная сверхпереходная реактивность (реактивное сопротивление):
Э.д.с. за этими реактивностями в поперечной E"q и продольной E"d осях называют сверхпереходными. Они сохраняют свои значения неизменными в начальный момент нарушения режима и в результате справедливы следующие выражения:
где напряжения и токи — составляющие предшествующего режима. Следовательно, в начальный момент внезапного нарушения режима явнополюсная машина с демпферными обмотками характеризуется реактивными сопротивлениями x"d и x"q и э.д.с. Е"q и E"d. Приставка «сверх» указывает на то, что данные параметры учитывают влияние демпферных контуров. Схема замещения синхронного генератора:
Таким образом, неявнополюсная синхронная машина с демпферными контурами в первый момент нарушения режима должна замещаться сверхпереходными сопротивлением x"d и э.д.с. E"q. Рассчитываемый синусоидальный ток КЗ I” при этом будет носить имя начального значения сверхпереходного тока КЗ. Но состоять он будет из составляющих сверхпереходной, переходной и составляющей установившегося тока КЗ. После того как в демпферных контурах токи затухнут (постоянная времени T”d), останутся только переходная и составляющая установившегося тока КЗ. В конечном итоге затухнет и переходная составляющая (постоянная времени T’d) и останется только установившийся ток КЗ. Если машина не имеет демпферных контуров, то начальное значение тока КЗ будет только переходным током I ’, состоящим из составляющих переходной и установившегося тока КЗ. Когда первая составляющая затухнет, то, так же как и в первом случае, останется только установившийся ток КЗ. Можно сказать, что синхронная машина проявляет себя на разных стадиях переходного процесса разными параметрами. Соответственно меняются ее схемы замещения. Это и приводит к тому, что периодический ток КЗ имеет в начальный момент нарушения режима одну величину и со временем затухает до установившегося значения. Синхронную машину характеризуют следующие постоянные времени (определяемые при номинальной частоте вращения ротора): • Td0 — постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутой обмотке статора. Это время, в течение которого напряжение разомкнутой обмотки статора затухает до 1/е = 0,368 своего начального значения после внезапного изменения режима работы машины; • T'd — переходная постоянная времени по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке статора. Это время, в течение которого медленно изменяющаяся составляющая продольного тока статора (переходная составляющая, связанная с изменениями потока обмотки возбуждения) затухает до 1/е = 0,368 своего начального значения после внезапного изменения режима работы машины; • T"d — сверхпереходная постоянная времени по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке статора. Это время, в течение которого быстро изменяющаяся составляющая продольного тока статора (сверхпереходная составляющая, связанная с изменениями потока демпферной обмотки), наблюдаемая в течение нескольких первых периодов, затухает до 1/е = 0,368 своего начального значения после внезапного изменения режима работы машины; • Та — постоянная времени замкнутой накоротко обмотки статора. Это время, в течение которого свободная апериодическая составляющая тока КЗ затухает до 1/е = 0,368 своего начального значения после внезапного изменения режима работы машины.
  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
,
.
.
,
.