Переходный процесс в синхронной машине с демпферными обмотками
Переходный процесс в синхронной машине с демпферными обмотками - раздел Электротехника, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В Синхронной Машине С Демпферными Обмотками Значения Э. Д. С. И Индуктивного ...
В синхронной машине с демпферными обмотками значения э. д. с. и индуктивного сопротивления в начальный момент переходного процесса зависят от параметров этих обмоток.
На рис.49 изображена принципиальная схема синхронной машины, имеющей на роторе, кроме обмотки возбуждения, по одной демпферной обмотке в его продольной и поперечной осях. Обмотка статора и обе обмотки ротора в его продольной оси связаны между собой общим потоком взаимоиндукции , которому соответствует реактивное сопротивление продольной реакции .
Рис.49. Принципиальная схема синхронной машины с демпферными обмотками в продольной и поперечной осях ротора
Внезапное приращение потока в такой машине вызывает реакцию ротора — приращения потока обмотки возбуждения и потока продольной демпферной обмотки . При этом баланс результирующих потокосцеплений должен сохраниться неизменным и соответствовать равенствам:
для обмотки возбуждения
(152)
для продольной демпферной обмотки
(153)
где и — начальный ток, наведенный в продольной демпферной обмотке, и ее реактивное сопротивление.
Из уравнений (152) и (153) следует, что
(154)
т. е. чем меньше рассеяние обмотки, тем больше наведенный в ней ток и тем соответственно больше роль этой обмотки в создании ответной реакции ротора.
Если совместную реакцию обмотки возбуждения и демпферной обмотки в начальный момент переходного процесса заменить такой же реакцией от суммарного тока в одной эквивалентной обмотке продольной оси ротора с реактивным сопротивлением рассеяния , то
(155)
С учетом (154), (152) и (155) можно найти эквивалентное реактивное сопротивление рассеяния
(156)
которое определяется как сопротивление двух параллельных ветвей с и . При этом реактивное сопротивление машины в продольной оси ротора, называемое продольным сверхпереходным реактивным сопротивлением,
(157)
В поперечной оси ротора, где расположена только одна демпферная обмотка, поперечное сверхпереходное реактивное сопротивление
(158)
Э. д. с. за сопротивлениями и в начальный момент переходного процесса сохраняют свои значения неизменными и называются сверхпереходными э. д. с. и . Значения этих э. д. с. находят по формулам
(159)
(160)
где , , , — составляющие напряжения и тока до нарушения нормального режима работы машины.
Таким образом, синхронную машину с демпферными обмотками в начальный момент переходного процесса характеризуют сверхпереходные сопротивления , и сверхпереходные э. д. с. , . Приставкой «сверх» в названиях «сверхпереходные» подчеркивают влияние на переходный процесс демпферных обмоток машины.
Векторная диаграмма явнополюсной синхронной машины с демпферными обмотками в продольной и поперечной осях ротора при работе ее с отстающим током показана на рис.3.5.
Принципиальную схему трех магнитосвязанных обмоток в продольной оси ротора (рис.51, а) можно представить эквивалентной схемой замещения, аналогичной схеме замещения трехобмоточного трансформатора (рис.51, б), в которой э. д. с. . и соответствуют результирующим потокосцеплениям обмотки возбуждения и продольной демпферной обмотки. Упрощенная схема замещения машины с параметрами и изображена на рис.51, в.
В поперечной оси ротора с параметрами и схема замещения машины имеет такой же вид, как и для двухобмоточного трансформатора (см. рис. 48)
Рис.51. К рассмотрению переходного процесса в синхронной машине с демпферными обмотками
При чисто индуктивной цепи статора продольная и поперечная составляющие сверхпереходного тока, соответствующего начальному моменту переходного процесса, определяются выражениями
Краткая историческая справка
В начале практического применения электрической энергии генераторы, двигатели и другие элементы электроустановок выполнялись с учетом лишь требований нормальных условий их работы. Будучи маломощным
Виды к.з.
Из всех типов замыкания только К(3) является симметричным.
Однако метод симметричных составляющих - основной метод расчета несимметричных
Назначение расчетов п.п.
При расчете п.п. определяются токи, напряжения и мощности в рассматриваемой схеме при заданных условиях.
Задачи, для которых необходимы подобные расчеты:
1. сопоставление, оценка
Допущения при расчетах п.п.
Вводятся для того, чтобы упростить задачу и сделать ее решение практически возможным. Вид и количество допущений зависят от характера и постановки самой задачи.
Основные допущения, принима
Переходный процесс в простейших трехфазных цепях
Характер электромагнитного переходного процесса при трехфазном КЗ зависит от степени удаленности точки КЗ от источников питания. Вначале рассмотрим короткое замыкание в точке, удаленной от станции
Синхронная машина
Основные условные обозначения индексов элементов:
- a – статор;
- d, q – продольная и поперечная оси ротора;
- σ – рассеивание;
Синхронное индуктивное сопротивление
Синхронное индуктивное сопротивление необходимо определять для продольной и поперечной оси электрической машины, составляя следующие схемы замещения
Рис.9.
Учет нагрузки в установившемся режиме короткого замыкания
Нагрузка, подключенная до короткого замыкания, увеличивает э.д.с и, следовательно, ток короткого замыкания и перераспределяет токи при КЗ
Как правило в практических расчетах комплексную на
При отсутствии АРВ
Рис.14. Расчетная схема замещения без АРВ
Ток для данной схемы определяется следующим образом
. (28)
Для нахождения тока воспользуемся пра
Синхронные машины
Магнитный поток, созданный токами обратной последовательности синхронной частоты, вращаясь относительно ротора с двойной синхронной скоростью, встречает на своем пути непрерывно изменяющееся магнит
Cверхпереходные ЭДС и реактивные сопротивления синхронных машин.
Помимо обмотки возбуждения на роторе имеются по одной демпферной обмотке в продольной и поперечной осях. Результирующие потокосцепения должны остаться неизменными, чтобы соблюдалось равенства:
Трансформаторы
Реактивность нулевой последовательности трансформатора в значительной мере определяется его конструкцией и соединением обмоток.
Со стороны обмотки, соединенной в треугольник или звезду без
Автотрансформаторы
Обмотки автотрансформатора связаны между собой не только магнитно, но и электрически. Поэтому здесь иные условия для протекания токов нулевой последовательности, которые должны быть отражены в схем
Воздушные линии электропередачи
Ток нулевой последовательности ВЛЭП возвращается через землю и по заземленным цепям, расположенным параллельно линии (защитные тросы, рельсовые пути вдоль линии и др.). Главная трудность точного оп
Кабельные линии
Активное и индуктивное сопротивления прямой (обратной последовательности) кабеля можно определить так же, как и для ВЛЭП, используя (84). Прокладку кабеля производят на относительно малой глубине.
Схемы прямой и обратной последовательностей
Схема прямой последовательности является обычной схемой, составленной для расчета любого симметричного трехфазного режима. В нее вводят генераторы и нагрузки с соответствующими реактивностями и э.д
Результирующие э.д.с. и сопротивления
Следующий этап аналитического расчета несимметричного режима заключается в определении результирующих сопротивлений и э.д.с. схем отдельных последовательностей, относительно места несимметрии. При
Двухфазное КЗ
Рис.38. Двухфазное КЗ.
Запишем граничные условия для двухфазного КЗ (рис.38):
; (100)
; (101)
. (102)
Поскольку система токов уравновеше
Однофазное КЗ
При коротком замыкании на землю фазы А граничные условия будут:
; (110)
; (111)
. (112)
Нетрудно убедиться, что при (110) и (111) симметричные составляющие токов
Двухфазное КЗ на землю
а)
Рис.41. Двухфазное КЗ на землю.
При одновременном коротком замыкании фаз В и С на землю в одной точке (рис.41) граничные условия будут:
; (121)
Правило эквивалентности прямой последовательности
Ток прямой последовательности любого несимметричного КЗ может быть определен как ток симметричного трехфазного КЗ, удаленного от точки действительного КЗ на дополнительное расстояние сопротивление,
Соотношения между токами при различных видах КЗ
Правило эквивалентности прямой последовательности (см. табл.8) позволяют достаточно просто произвести сравнение различных видов КЗ.
Имея ввиду, что короткие замыкания разных видов происход
Использование практических методов при расчетах несимметричных КЗ
Все изложенные ранее практические методы и приемы расчета переходного процесса при трехфазном коротком замыкании согласно правилу эквивалентности прямой последовательности могут быть применены для
Переходный процесс в синхронной машине без демпферных обмоток
Возникновение КЗ на зажимах синхронной машины или вблизи расположенных точек сети приводит к появлению в машине переходного процесса, обусловленного изменением результирующего магнитного потока в е
Уравнения переходного процесса
Переходный процесс в электрических машинах при некоторых допущениях может быть описан системой дифференциальных уравнений. Исходными допущениями являются условия, упрощающие уравнения:
&uu
Особенности расчетов переходных процессов в электродвигателях
Наиболее точное и одинаково приемлемое описание переходных процессов как в синхронных, так и в асинхронных двигателях дает система уравнений Парка — Горева. Однако при этом нужно учесть некоторые ф
Асинхронный двигатель
Максимальный ток подпитки от асинхронного двигателя при трехфазном коротком замыкании на его выводах, при условии, что , будет поределяться, как
, (17.3)
где
Если двигате
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов