Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Замечания, необходимые для дальнейшего рассмотрения темы:

1. величины токов и напряжений генератора для t=0 можно получить из общих формул, которые указаны в предыдущих лекциях. Их нужно решить для t=0.

2. Индуктивность электрической цепи препятствует скачкообразному изменению тока, поэтому значение тока в начальный момент нарушения режима будет равно току в конце предшествовавшего режима i ₀ = i ₍₀₎ . Однако в новых условиях i ₍₀₎ будет состоять из новых слагающих, которые появились в переходном процессе.

3. Электрические машины не насыщены. Это предполагает линейную зависимость между определёнными параметрами машины (I, В, Ф, y), а также возможность рассмотрения магнитных потоков и их составляющих независимо друг от друга.

4. Рассматривая переходный процесс для t=0, вращением ротора можно пренебречь. Изменением индуктивности цепей также пренебрегают. Таким образом, генератор будет рассматриваться как трансформатор, питаемый от источника синусоидального напряжения.

5. Исследование переходного процесса будет выполняться на основе принципа сохранения первоначального потокосцепления y₀=y₍₀₎.

6. Можно также предположить, что ток статора в переходном процессе будет состоять, как минимум, из двух составляющих:                             а) периодической, вызванной ЭДС, наводимой потоком             ротора; 

б) апериодической, за счёт изменения потока статора.

Переходные ЭДС и реактивность генератора без успокоительной

Обмотки.

Цель темы: найти параметры генератора (Е_q’,X_d’), характеризующие его в начальный момент времени.

Рассмотрим баланс магнитных потоков в оси d генератора при установившемся симметричном режиме с отстающим по фазе током. Баланс магнитных потоков рассматривается при отсутствии насыщения, что позволяет каждый поток и его составляющие рассматривать независимо друг от друга.

Ф_f0 - полный магнитный поток от тока I_f0 (I_В0);

Ф_sf0 – магнитный поток рассеяния обмотки возбуждения;

Ф_d0- полезный магнит­ный поток;

Ф_dd0- магнитный поток в воздушном зазоре генератора; Ф_аd0- магнитный поток размагничивающей реакции статора; Ф_få0- результирующий магнитный поток.

                             

                                                           При внезапном нарушении режима ток статора I_d0 увеличивается на DI_d(0). Это приращение тока статора приводит к увеличению размагничивающей реакции статора на DФ_аd(0). При t=0 генератор рассматривается как трансформатор, поэтому по закону Ленца приращение DI_d(0) (DФ_аd(0)) вызовет ответную реакцию ротора на DI_f(0) (DФ_f(0)) , причем эти приращения должны компенсировать друг друга. DФ_аd(0) + DФ_f(0) = 0.

Считая, что потокосцепления выражены в относительных единицах и параметры ротора приведены к Магнитные потоки в продольной           статору, равенство можно переписать:

оси ротора без демпферных обмоток. D I _d(0) × Х _{а d} + D I _f(0) ×Х _f =0 или

                                                       D I_d(0) × Х_{а d} + D I_f(0) × ( Х _{s f} + Х_{а d} ) =0.

Из этого выражения видно, что DI_d(0) было бы равно DI_f(0) при отсутствии рассеяния обмотки ротора. Из этого следует вывод – чем меньше рассеяние, тем полнее будет компенсация размагничивающей реакции статора.

В ненасыщенной машине поток рассеяния ротора составляет постоянную долю от Ф_f0, которая характеризуется коэффициентом рассеяния обмотки возбуждения s_f :

s_f =  . Определим ту часть от Ф_få , которая связана с обмоткой статора y_d’= (1- s_f) × Ф_få. Получим выражение:

 

Потокосцепление y_d’ наводит в обмотке статора ЭДС Е_q’:

 Е _q ’= U_q + j I_d × X_d^’ , где

Е_q’- поперечная составляющая переходной ЭДС Е’;

X_d^’ – продольная реактивная проводимость синхронного генератора.

 

Схема замещения синхронного генератора в переходном режиме для t=0.

Векторная диаграмма

явнополюсной машины.

 

 

Еq₍₀₎’=Eq₀’

 

Нужно отметить, что ЭДС Еq’ остаётся равной значению ЭДС в конце предшествующего режима лишь в начальный момент переходного процесса. По мере того, как свободный поток DФf₍₀₎.будет затухать (апериодически), реакция якоря Фad будет нарастать. Вследствие размагничивающего характера реакции якоря результирующий поток Фf_S будет уменьшаться, что приведёт к уменьшению ЭДС генератора.

 

Лекция 9:   «Сверхпереходные ЭДС и реактивность синхронного генератора с успокоительной обмоткой».

Цель темы: определить параметры генератора (Еq’’ , Xd’’), характеризующие   

               его для t=0.

Демпферные (успокоительные) обмотки представляют собой короткозамкнутые стержни, уложенные в полюса ротора генератора. Их назначение в быстрой стабилизации процесса после пуска генератора, после различных коммутаций. Различают продольную и поперечную демпферные обмотки. В нормальном режиме при номинальных параметрах генератора ток в успокоительной обмотке равен нулю. При n>n_НОМ возникает ток, создающий тормозной момент. Обороты ротора уменьшаются. При n<n_НОМ  ток успокоительной обмотки создаёт момент, ускоряющий вращение ротора. При наличии успокоительной обмотки должен быть учтён поток DФаq и составляющая ЭДС по продольной оси. Наличие успокоительной обмотки не обеспечивает магнитной симметрии ротора, что вынуждает определять параметры генератора в осях d и q. Внезапное увеличение тока статора Id₀ на величину DId₍₀₎ по закону Ленца вызовет ответную реакцию ротора на DФf₍₀₎ и реакцию успокоительной обмотки на DФ_D(0) . При увеличении реакции якоря при КЗ в ОВГ и демпферной обмотке появятся свободные токи, вызывающие свободные токи в роторе по продольной оси:

I_fa(0)=i_fa(0)×e^-t/T’d + i_fa(0)×e^-t/T’’d - апериодическая составляющая тока возбуждения.

i_Da=i_Da(0)×e^-t/T’d+ i_Da(0)×e^-t/T’’d – апериодическая составляющая тока продольной демпферной обмотки.

i_Qa=i_{Qa (0)}× e^-t/T’’q – апериодическая составляющая тока поперечной оси демпферной обмотки.

i_a=i_{a (0)}×e^-t/Ta – свободная апериодическая составляющая тока статора.

Где Td’= , а Ta= .

Нужно отметить, что начальное значение апериодической составляющей тока возбуждения в рассматриваемом случае будет меньше, чем в случае рассмотрения генератора без демпферных обмоток. Это объясняется тем, что увеличение реакции якоря на DФad должно компенсироваться суммарным действием ОВГ и продольной демпферной обмоткой: DФаd=DФ_f+DФ_D, то есть величина тока i_f(0) может быть меньше, чем в генераторе без демпферной обмотки. Так же, как в рассмотренном выше случае, свободные апериодические токи вызовут в соответствующих обмотках свободные периодические составляющие токов, а в обмотке статора под их действием появятся составляющие двойной частоты.

Ток в статоре: i_k=i_а + i_p¥ + i_p^’ + i_p^” +i_p(2w), где i_а – апериодическая составляющая тока; i_p¥ - вынужденный установившийся периодический ток; i_p^’ – периодический затухающий ток; i_p^” – сверхпереходная составляющая тока статора; i_p(2w) – затухающая периодическая слагающая двойной частоты.

Токи в роторе:

                                 i_f=i_fo + i_fa + i_fp

i_D=i_Da + i_Dp

i_Q=i_Qa + i_Qp

В нормальном режиме обмотка возбуждения и успокоительная обмотках характеризуются коэффициентами рассеивания s_f и s_d. Совмещённый коэффициент рассеивания:  .

Потокосцепление, связанное с обмоткой статора y _d ” = (1- s _Fd ) y _{f S} ×

По аналогии с предыдущей лекцией Е _q ”= U_q + j I_d × X_d”, а сверхпереходная реактивность

Схема замещения синхронной машины в оси d:

Сверхпереходную ЭДС Еq” находят по выражению:

Е_q^"=Ö(U₍₀₎cosj₍₀₎)² +( U₍₀₎ sinj₍₀₎ + I₍₀₎×x_d^”)².

В силу того, что Еd” гораздо меньше Еq” в практических расчётах Еd” можно не учитывать. При точных же расчётах:

I"d= E"q/ (X"d + X_ВН) , I"q= E"d / (X"q + X_ВН), I"= Ö(I"d² + I"q²).

Рассмотрим теперь как будет происходить процесс КЗ при включённом АРВ. В этом случае снижение напряжения при КЗ компенсируется увеличением тока возбуждения, причём при снижении напряжения ниже 0.85Uн срабатывает форсировка возбуждения, обеспечивающая нарастание возбуждения генератора до предельного значения: U_f=U_f0+DU_fпр(1- e^-t/Te), где DU_fпр  = U_fпр - U_f0 , - предельное приращение напряжения на кольцах обмотки возбуждения Te = 0.3¸0.6 сек – постоянная времени нарастания напряжения.

При увеличении i_f возрастает магнитный поток Ф_f, что приводит к увеличению ЭДС генератора и тока КЗ. Все АРВ действуют с небольшим запаздыванием. Кроме того, значительная индуктивность ОВГ приводит к задержке увеличения тока ротора. В результате этого действие АРВ начинает проявляться только спустя некоторое время после возникновения КЗ. Из сказанного следует, что АРВ не влияет на ток КЗ в первый момент КЗ. Начальные значения периодической и апериодической составляющих токов КЗ, процесс затухания апериодической составляющей, а следовательно, и ударный ток остаются такими же, что и рассмотренном выше случае работы генератора без АРВ.