Расчет параметров и характеристик синхронных машин

 

 

Цель занятия – приобрести практические навыки расчета параметров и характеристик синхронных машин.

 

Задача 7.1

Синхронный трехфазный генератор номинальной мощностью S н=10000кВа работает с коэффициентом мощности cosφ = 0,8 при напряжении U = 6,3 кВ. Обмотки генератора соединены звездой. Активное и синхронное индуктивное сопротивления обмотки одной фазы соответственно rя = 0,04 Ом, хя = 1,0 Ом. Число пар полюсов р = 2. Мощности потерь рв = 1,3% Рн, Рмех + Рст = 1,4% Рн.

Частота сети f = 50 Гц.

Определить: скорость вращения п, э.д.с. Е, к. п. д. h генератора; мощность Р турбины, приводящей во вращение генератор.

Построить векторную диаграмму.

 

Решение

Скорость вращения генератора п для получения тока с частотой f = 50 Гц должна быть:

Э.д.с. генератора равна геометрической сумме напряжения на его зажимах и падения напряжения в якоре:

                           (7.1.1)

Ток генератора при номинальном режиме

        (7.1.2)

Активное и реактивное падения напряжения в обмотке одной фазы генератора соответственно:

 или ,

 или

Теперь у нас есть все данные для построения векторной диаграммы (рис. 7.1.1). Выбираем масштаб т U20 В/мм. Откладываем вектор напряжения и под углом φ к нему вектор тока н. Из конца вектора , параллельно вектору тока, откладываем вектор , равный активному падению напряжения . К его концу добавляем перпендикулярно вектору тока н вектор реактивного падения напряжения . Суммарный вектор равен фазному значению э.д.с.

        (7.1.3)

Магнитный поток Ф, индуктирующий эту э.д.с, опережает ее на 90°.

Теперь определим Е аналитически:

                                    (7.1.4)

т. е.

Следовательно, Е  4300 В.

Разница в значениях э.д.с, полученных при помощи векторной диаграммы и аналитическим расчетом, составит 0,4%.

В дальнейших задачах будем использовать приближенную формулу определения э.д.с. генератора, учитывая ее сравнительно небольшую и вполне допустимую для расчетов погрешность.

К. п. д. генератора определим из соотношения:

,                                         (7.1.5)

где  – полезная мощность, т. е. мощность на зажимах генератора.

 – затраченная мощность.

В свою очередь

Итак, при номинальной нагрузке генератора

Задание для самостоятельной работы

Исходные данные определить согласно формул:

где N – последняя цифра зачетной книжки.

 

Задача 7.2

Определить ток и напряжение генератора, если активная и реактивная мощности его нагрузки Р = 3500 кВт, Q = 1500 кВар, э.д.с. Е = 6,72 кВ, активное и синхронное индуктивное сопротивления якоря r я = 0,14 Ом, хя = 2 Ом.

Обмотки якоря соединены звездой.

 

Решение

Весь расчет будем проводить для одной фазы. Определяем фазную э.д.с.

                (7.2.1)

Полная мощность нагрузки

   (7.2.2)

Коэффициент мощности нагрузки

Для определения фазного напряжения воспользуемся формулой:

,                                         (7.2.3)

где .

Из уравнения , находим, что .

Следовательно, .

Откуда .

Напряжение генератора

При соединении обмоток якоря звездой

Задание для самостоятельной работы

Исходные данные определить согласно формул:

где N – последняя цифра зачетной книжки.

 

Задача 7.3

Два однотипных трехфазных генератора работают параллельно при напряжении U = 3,3 кВ. Мощность потребителя Р = 8000 кВ m при cosφ = 0,8 распределяется между генераторами поровну.

Определить фазную э.д.с. генераторов при равномерно распределенной нагрузке и в случае, если вся нагрузка будет переведена на один генератор. Напряжение на шинах поддерживается неизменным. Активное сопротивление якоря r я = 0,04Ом, синхронное индуктивное сопротивление хя = 0,7Ом.

Обмотки якоря соединены звездой.

 

Решение

Э.д.с. генератора при равномерно распределенной нагрузке определяем по формуле:

                                         (7.3.1)

где

В свою очередь

Следовательно,

Если вся нагрузка будет переведена на один генератор, то потеря напряжения у него будет в два раза больше и э.д.с. Возрастает до значения :

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники, электрические цепи. Часть I, 8-е изд., М: Высшая школа, 1987.-559с.

2. Герасимов В.Г. Электротехника. М.: Высшая школа, 1985.-480с.

3. Пономаренко В. К. Сборник задач с решениями по общей электротехнике. М.: Высшая школа, 1972.-184с.

4. Рекус Г.Г. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам электроники: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов.-2-е изд. перераб.–М.: Высшая школа, 2001.–416с.

5. Трегуб А.П. Электротехника. М: Высшая школа, 1987.-600с.

6. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. Часть 1,2.–Л.: Энергоиздат, 1981.-522с.

 

Солодилова Валентина Вячеславовна

Ибрагимов Олег Эрастович

Савенко Александр Евгеньевич

 

Электротехника

 

Дата: 2019-04-22, просмотров: 45.