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 Р1н 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 U — 20 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: 665.