Качественный анализ переходных процессов в синхронной машине при трехфазном коротком замыкании на ее выводах
§8 качественный анализ переходных процессов в синхронной машине при трехфазном коротком замыкании на ее выводах
До :
|
Режим КЗ не изменится, если между СГ в точке КЗ включить две одинаковые, но встречно направленные ЭДС.
После :
|
С целью упрощения анализа рассмотрим режим, в виде суммы трех независимых режимов. Затем, суммируя токи трех режимов, получим полные токи в обмотках генератора.
Предшествующий режим.
Рекомендуемые материалы
Рассмотрим СГ с постоянным возбуждением, работающий на источник ЭДС, направленный против ЭДС СГ.
| |
Аварийный режим.
Рассмотрим режим включения невозбужденного СГ на другой источник ЭДС.
|
.
, так как полный ток мгновенно измениться не может.
.
Положение ротора в пространстве характеризуется углом :
,
– угол между неподвижной магнитной осью фазы
и вращающейся вместе с ротором осью
. Для простоты будем считать, что, при
,
. В этом случае периодический ток действует в продольной оси.
Рассмотрим действие каждой из составляющих полного тока по отдельности.
| |
В момент к.з. возникающие периодические составляющие токов фазных обмоток генератора вызывают появление скачка потока продольной реакции статора , сцепляющегося с обмоткой возбуждения и продольной успокоительной обмоткой. Однако результирующее потокосцепление как обмотки возбуждения, так и продольной успокоительной, не может измениться скачком и поэтому остается в первый момент к.з. неизменным. Это обеспечивается появлением в этих обмотках свободных апериодических токов такого направления и величины, что в момент возникновения к.з. они обуславливают появление встречного и равного
потока, распадающегося на поток
и поток
. /4/
|
|
|
Если бы у обмоток ротора рассеяние отсутствовало , то потоки
и
в начальный момент времени компенсировали бы друг друга. В результате, ответная реакция ротора вытеснила бы полностью реакцию статора. Так как в действительности рассеяние всегда есть, то реакция статора частично проникает в тело ротора в начальный момент. При этом, на пути этого потока создается в начальный момент большое магнитное сопротивление, следовательно, индуктивное сопротивление будет маленьким (
) и равно сверхпереходному
.
С течением времени свободные токи в роторных обмотках будут затухать, следовательно, будет затухать ответная реакция ротора , поэтому реакция статора
будет все сильнее проникать в тело ротора, а индуктивное сопротивление статорных обмоток будет увеличиваться от
до
.
|
Так как во время переходного процесса индуктивное сопротивление статорных обмоток увеличивается, то амплитудные и действующие значения токов этих обмоток будут уменьшаться, в этом заключается главная особенность переходных процессов в синхронных машинах.
Периодические токи в статорных обмотках приводят к появлению апериодических токов в обмотках ротора. Скачкообразное изменение периодического тока в начальный момент КЗ приводит к появлению апериодических токов в этих обмотках.
Действие апериодических токов:
.
Апериодические токи в статорных обмотках приводят к появлению периодических токов в роторных обмотках.
Характерно, что в какой бы момент не произошло КЗ, то есть, в каком бы положении относительно фазных обмоток не находился бы ротор (угол – любой), величины потоков
и
равны и противоположно направлены в начальный момент.
|
Ток двойной частоты появляется из-за электромагнитной несимметрии ротора.
Так как на пути неподвижного потока магнитное сопротивление
меняется с двойной частотой при вращении ротора, то и он сам должен меняться с двойной частотой, однако поток стремиться сохраниться неизменным, поэтому в обмотках статора появляются токи двойной частоты, поддерживающие поток
неизменным.
Режим регулирования (форсировки) возбуждения.
|
|
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 1. Кризис как фактор жизнедеятельности социально-экономических систем.
У ранее невозбужденного СГ с закороченными фазными обмотками в цепь обмотки возбуждения в момент времени включается источник ЭДС
, имитирующий изменение напряжения на выводах обмотки возбуждения при действии АРВ (автоматического регулирования возбуждения).
В продольной успокоительной обмотке ток будет до тех пор, пока будет меняться и поток
.
.
В итоге получаем:
,
где .