Что такое окз и как влияет этот параметр на свойства синхронного генератора

Характеристики синхронного генератора

Свойства синхронного генератора определяются характеристиками холостого хода, короткого замыкания, внешними и регу­лировочными.

Характеристика холостого хода синхронного генератора.Представляет собой график зависимости напряжения на выходе генератора в режиме х.х. U₁ = Е₀ от тока возбуждения I_в.0 при n₁ = const. Схема включения синхронного генератора для снятия характеристики х.х. приведена на рис. 20.9, а. Если характеристики х.х. различных синхронных генераторов изобразить в относительных единицах Е_* = f (I_в*), то эти характеристики мало отличаются друг от друга и будут очень схожи с нормальной характеристикой х.х. (риc. 20.9, б), которую используют при расчетах синхронных машин:

E*	0,58	1,0	1,21	1,33	1,40	1,46	1,51
Iв*	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5

Здесь E_* = Е₀ / U_1ном — относительная ЭДС фазы обмотки статора;

I_в* = I_в0 /I_в0ном — относительный ток возбуждения; I_в0ном — ток возбуждения в режиме х.х., соответствующий ЭДС х.х. Е₀ = U_1ном

Характеристика короткого замыкания.Характеристику трехфазного к.з. получают следующим образом: выводы обмотки статора замыкают накоротко (рис. 20.10, а) и при вращении ротора с частотой вращения n₁ постепенно увеличивают ток возбуждения до значения, при котором ток к.з. превышает номинальный рабочий ток статорной обмотки не более чем на 25% (I_1к = l,25 I_1ном). Так как в этом случае ЭДС обмотки статора имеет значение, в несколько раз меньшее, чем в рабочем режиме генератора, и, следовательно, основной магнитный поток весьма мал, то магнитная цепь машины оказывается ненасыщенной. По этой причине ха­рактеристика к.з. представляет собой прямую линию (рис. 20.10, б). Активное сопротивление обмотки статора невелико по сравне­нию с ее индуктивным сопротивлением, поэтому, принимая r₁ ≈ 0, можно считать, что при опыте к.з. нагрузка синхронного генерато­ра (его собственные обмотки) является чисто индуктивной. Из этого следует, что при опыте к.з. реакция якоря синхронного гене­ратора имеет продольно-размагничивающий характер (см. § 20.3).

Векторная диаграм­ма, построенная для ге­нератора при опыте трехфазного к.з., пред­ставлена на рис. 20.10, в. Из диаграммы вид­но, что ЭДС инду­цируемая в обмотке ста­тора, полностью урав­новешивается ЭДС продольной реакции якоря и ЭДС рассеяния .

Рис. 20.9. Опыт холостого хода синхронного генератора

При этом МДС обмотки возбуждения имеет как бы две со­ставляющие: одна ком­пенсирует падение на­пряжения , а дру­гая компенсирует раз­магничивающее влия­ние реакции якоря .

Характеристики к.з. и х.х. дают возможность определить значения токов возбуждения, со­ответствующие указан­ным составляющим МДС возбуждения. С этой целью характери­стики х.х. и к.з. строят в одних осях (рис. 20.11), при этом на оси ор­динат отмечают относительные значения напряжения х.х. Е_* = E₀/ U_1ном и тока к.з. I_к* = I_1к/ I_1ном. На оси ординат отклады­вают отрезок ОВ, выражающий в масштабе напряжения относительное значение ЭДС рассеяния . Затем точку В сносят на

Рис. 20.10. Опыт короткого замыкания син­хронного генератора

Рис. 20.11. Определение состав­ляющих тока к.з.

характеристику х.х. (точка В’) и опускают перпендикуляр B’D на ось абсцис. Полученная точка D разделила ток возбуждения I_в0ном на две части: I_вх — ток возбуждения, необходимый для компен­сации падения напряжения , и — ток возбуждения, компен­сирующий продольно-размагничивающую реакцию якоря.

Один из важных параметров синхронной машины — отно­шение короткого замыкания (ОКЗ), которое представляет собой отношение тока возбуж­дения I_в0ном, соответствующего номинальному напряжению при х.х., к току возбуждения I_в.к.ном соответствующему номиналь­ному току статора при опыте к.з. (рис. 20.10, б):

Для турбогенераторов ОКЗ = 0,4 ÷ 0,7; для гидрогене­раторов ОКЗ = 1,0 ÷ 1,4.

ОКЗ имеет большое практическое значение при оценке свойств синхронной машины: машины с малым ОКЗ менее устой­чивы при параллельной работе (см. гл. 21), имеют значительные колебания напряжения при изменениях нагрузки, но такие маши­ны имеют меньшие габариты и, следовательно, дешевле, чем ма­шины с большим ОКЗ.

Внешняя характеристика.Представляет собой зависимость напряжения на выводах обмотки статора от тока нагрузки: U₁ = f (I₁) при I_в = const; соs φ₁, = const; n₁ = n_ном = const. На рис. 10.12, а представлены внешние характеристики, соответствующие различным по характеру нагрузкам синхронного генератора.

При активной нагрузке (соs φ₁ = 1) уменьшение тока нагрузки I₁ сопровождается ростом напряжения U₁, что объясняется уменьшением падения напряжения в обмотке статора и ослабле­нием размагничивающего действия реакции якоря по поперечной оси. При индуктивной нагрузке (cos φ₁

Изменение напряжения синхронного генератора, вызванное сбросом номинальной нагрузки при I_в = const и n₁ = const, называется номинальным изменением (повышением) напряжения (%):

(20.35)

При емкостной нагрузке генератора сброс нагрузки вызывает уменьшение напряжения, а поэтому ΔU_1ном отрицательно.

В процессе эксплуатации синхронного генератора напряжение U₁ при колебаниях нагрузки поддерживается неизменным посредством быстродействующих автоматических регуляторов. Однако во избежа­ние повреждения изоляций обмотки ΔU_ном, не должно превышать 50%.

Рис. 20.12. Внешние (а) и регулировочные

(б) характеристики син­хронного генератора

Регулировочная характеристика. Она показывает, как следует изменять ток возбуждения генератора при изменениях нагрузки, что­бы напряжение на зажимах генератора оставалось неизменно равным номинальному: I_в = f (I₁) при U₁ = U_1ном = const; n₁ = n_ном = const и cos φ₁ = const. На рис. 20.12, б представлены регулировочные харак­теристики синхронного генератора. При активной нагрузке (соs φ₁ = 1) увеличение тока нагрузки I₁ сопровождается уменьшением напряжения U₁, поэтому для поддержания этого напряжения неиз­менным по мере увеличения тока нагрузки I₁ следует повышать ток возбуждения. Индуктивный характер нагрузки (cos φ₁

Дата добавления: 2015-01-18 ; просмотров: 379 ; Нарушение авторских прав

Источник

Что такое ОКЗ и влияние его на параметры СГ

21.Як за допомогою ХХХ і індуктивної навантажувальної характеристики визначити сторонни реактивного (характеристичного) трикутника?

22.

24. Із яких двох характеристик можна визначити ненасичене значення синхронного індуктивного опору СМ по повздовжній осі?

Изформулы E₀=jI_kX_ad+jI_kX_σ=jI_kX_d можно опр. синхронное индуктивное сопротивление машины по продольной оси X_d=E_o/I_k, где ЭДС E_o и ток I_kдолжны быть взяты при одном значении тока возбуждения (рис. 6.30, а). Для прямолин. участка хар-ки ХХ не имеет значения, при каком токе возбуждения опр. X_d, т.к во всех случаях Xd=const. Это же значение сопротивления Xdполчуим при опр. E₀ по спрямленной хар-ке ХХ Оа, соотв. ненасыщенной машине. При учете насыщения сопротивление Xd уменьшается. Но его значение различно для разных точек реальнойхар-ки ХХ. Поэтому практически употребляется знач. Xd для ненасыщ. машины, а учет насыщения производится путем определения соотв. ЭДС по хар-ке ХХ.

25.

26. Як визначити ненасичене значення синхронного індуктивного опору СМ по поперечній осі методом малого ковзання?

27. Як визначити над перехідні індуктивні опори СМ по повздовжній осі методом живлення обмотки якоря від зовнішнього джерела при двох положеннях нерухомого ротора?

28. Як здійснюється дослід для визначення індуктивного опору зворотної послідовності СМ методом зворотного чергування фаз?

29. Як проводиться дослід однофазного живлення трьох фаз з метою визначення індуктивного опору нульової послідовності СМ?

30. Визначити усталене значення струмів однофазного та двофазного КЗ синхронного генератора, якщо: Z1=j230 Om, Z2=j2,1 Om, Zo=j0,97 Om, Eo=7030 B.

31. Як співвідносяться струми однофазного,двофазного та трифазного короткого замикання синхронного генератора, який має опори обмотки якоря прямої,зворотної і нульової послідовності:…

32. Що таке номінальна зміна напруги під час скиду навантаження і чому при ємкісному навантаженні його величина негативна?

В случае емкостной нагрузки генератора (cosφ₁

Из этого выражения следует, что при Uc=const, активная составляющая тока статора .

Таким образом, степень возбуждения синхронного генератора влияет только на реактивную составляющую тока статора. Что же касается активной составляющей тока, то она остается неизменной.

В этом случае генератор работает при коэффициенте мощности =1.

36. Обгрунтуйте необхідність синхронізації СГ при вмиканні на мережу. Які вимоги до синхронізації і як вони виконуються?

Синхронизация – єтоприведение генератора, включаемого на паралельнуюработу, в состояние, удовлетворяющеевсемусловиям: ЭДС генератора Е0 в момент подключенияего к сети должнабытьравна и противоположна по фазенапряжению сети (E0=-U1), частота ЭДС генератора fгдолжнабітьравначастотепеременноготока сети, порядок следования фаз на выводах генератора долженбыть таким же что и на зажимах сети.

Несоблюдени любого изусловийсинхронизацииприводит к появлению в обмотке статора большихуравнительныхтоков, чрезмерная величина которыхможетявитьясяпричинойаварии.

37. Чтотакое синхронизация генератора который включается для параллельной работы?

38.Что такое синхронизирующая способность синхронной машины и какими параметрами она оценивается?

Синхронизирующая способность СМ – это способность продолжать работать синхронно с сетью даже при значительных изменениях момента Мэм и, следовательно, угла θ. Чтобы генератор мог работать, не выпадая из синхронизма с сетью, он должен обладать достаточной синхронизирующей мощностью.

Удельной синхронизирующей мощностью Рсх называется изменение мощности Рэм, рассчитанное на единицу угла θ.

Синхронизирующая способность синхронной машины

Под динамической устойчивостью синхронного генератора понимают способность генератора выдерживать внезапные изменения нагрузки без выпадения из синхронизма. Предельный случай изменения нагрузки – короткое замыкание в сети. При этом напряжение U сильно понижается, что ведет к снижению устойчивости параллельно работающих генераторов. Чтобы избежать этого – производится форсировка возбуждения.

Приближенная диаграмма напряже­ний для отстающего тока будет иметь вид, показанный на рис. 1. Так как при U = const и Р = const из уравнения Р=mUIcosф = const следует, что Icosф = const, то, следовательно, при изменении тока возбуждения конец вектора тока будет сколь­зить по прямой АВ, параллельной оси абсцисс. Соответственным образом вектор м. д. с. обмотки якоря Ė_а, пропорциональный век­тору тока İ, будет скользить по прямой, параллельной АВ и оси абсцисс.

Рис. 1. K определению зависимости тока статора I синхронного генератора от тока возбужденияi_B при нагрузке.

ПриU —const можно считать, что векторы результирующего потока Ф_ри результирующей м. д. с. F_p будут оставаться в диаграмме (рис. 1) неизменными по величине и направлению.

Замыкающий вектор ĒH между концами векторов Ė_аи Ė_р представит вектор м. д.с. системы возбужденияĖ_в. Поэтому, очевидно, при изменении тока возбужденияi_B пропорционально ему будет изменяться векторĖ_ви конец Е вектора Ė_а начнет скользить по прямой CD. Угол θ между векторами Ė_р и Ė_в при увеличении возбуждения, как это следует из диаграммы рис.1 и уравнения , будет уменьшаться, а при уменьшении возбуждения угол θ будет возрастать. Предельно возможная величина угла θ равна после чего машина выходит из синхронизма. Поэтому пределом устойчивой работы является точка К, а точка М находится уже в неустойчивой зоне работы син­хронной машины.

При большей постоянной нагрузке получится новая диаграмма с линией А’В’, проходящей выше линии А В (рис. 1).

Диаграмма рис. 1 дает возможность построить U-образную кривую зависимости I = f(i_B) и кривую cos ф= f(i_B)приР = const иU =const. Так как каждой нагрузке на рис. 1 соответствует своя линия А В, то для каждой нагрузки получается своя U-образная кривая. На рис. 2 даны U-образные кривые I = f(i_B) для холостого хода (кривая А), половинной нагрузки (кривая В) и полной нагрузки (кривая С) и соответствующие кривыеa, b исдля cos ф= f(i_B). Кривая А для холостого хода имеет вид двух пересекающихся прямых. Пунктирная кривая соответствует границе устойчивой работы.

Рис. 2. U-образные кривые СГ

В случае работы синхронной генератора приР=const иU_c=constполу­чились при перевозбуждении отстающие токи, а при недовозбуждении опережающие. Объясняется это тем, что для генератора мы отсчитываем сдвиг тока от напряжения генератора U.

Источник

Характеристики синхронного генератора

Свойства синхронного генератора определяются характеристиками холостого хода, короткого замыкания, внешними и регу­лировочными.

Характеристика холостого хода синхронного генератора.Представляет собой график зависимости напряжения на выходе генератора в режиме х.х. U₁ = Е₀ от тока возбуждения I_в.0 при n₁ = const. Схема включения синхронного генератора для снятия характеристики х.х. приведена на рис. 20.9, а. Если характеристики х.х. различных синхронных генераторов изобразить в относительных единицах Е_* = f (I_в*), то эти характеристики мало отличаются друг от друга и будут очень схожи с нормальной характеристикой х.х. (риc. 20.9, б), которую используют при расчетах синхронных машин:

E*	0,58	1,0	1,21	1,33	1,40	1,46	1,51
Iв*	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5

Здесь E_* = Е₀ / U_1ном — относительная ЭДС фазы обмотки статора;

I_в* = I_в0 /I_в0ном — относительный ток возбуждения; I_в0ном — ток возбуждения в режиме х.х., соответствующий ЭДС х.х. Е₀ = U_1ном

Характеристика короткого замыкания.Характеристику трехфазного к.з. получают следующим образом: выводы обмотки статора замыкают накоротко (рис. 20.10, а) и при вращении ротора с частотой вращения n₁ постепенно увеличивают ток возбуждения до значения, при котором ток к.з. превышает номинальный рабочий ток статорной обмотки не более чем на 25% (I_1к = l,25 I_1ном). Так как в этом случае ЭДС обмотки статора имеет значение, в несколько раз меньшее, чем в рабочем режиме генератора, и, следовательно, основной магнитный поток весьма мал, то магнитная цепь машины оказывается ненасыщенной. По этой причине ха­рактеристика к.з. представляет собой прямую линию (рис. 20.10, б). Активное сопротивление обмотки статора невелико по сравне­нию с ее индуктивным сопротивлением, поэтому, принимая r₁ ≈ 0, можно считать, что при опыте к.з. нагрузка синхронного генерато­ра (его собственные обмотки) является чисто индуктивной. Из этого следует, что при опыте к.з. реакция якоря синхронного гене­ратора имеет продольно-размагничивающий характер (см. § 20.3).

Векторная диаграм­ма, построенная для ге­нератора при опыте трехфазного к.з., пред­ставлена на рис. 20.10, в. Из диаграммы вид­но, что ЭДС инду­цируемая в обмотке ста­тора, полностью урав­новешивается ЭДС продольной реакции якоря и ЭДС рассеяния .

Рис. 20.9. Опыт холостого хода синхронного генератора

При этом МДС обмотки возбуждения имеет как бы две со­ставляющие: одна ком­пенсирует падение на­пряжения , а дру­гая компенсирует раз­магничивающее влия­ние реакции якоря .

Характеристики к.з. и х.х. дают возможность определить значения токов возбуждения, со­ответствующие указан­ным составляющим МДС возбуждения. С этой целью характери­стики х.х. и к.з. строят в одних осях (рис. 20.11), при этом на оси ор­динат отмечают относительные значения напряжения х.х. Е_* = E₀/ U_1ном и тока к.з. I_к* = I_1к/ I_1ном. На оси ординат отклады­вают отрезок ОВ, выражающий в масштабе напряжения относительное значение ЭДС рассеяния . Затем точку В сносят на

Рис. 20.10. Опыт короткого замыкания син­хронного генератора

Рис. 20.11. Определение состав­ляющих тока к.з.

характеристику х.х. (точка В’) и опускают перпендикуляр B’D на ось абсцис. Полученная точка D разделила ток возбуждения I_в0ном на две части: I_вх — ток возбуждения, необходимый для компен­сации падения напряжения , и — ток возбуждения, компен­сирующий продольно-размагничивающую реакцию якоря.

Один из важных параметров синхронной машины — отно­шение короткого замыкания (ОКЗ), которое представляет собой отношение тока возбуж­дения I_в0ном, соответствующего номинальному напряжению при х.х., к току возбуждения I_в.к.ном соответствующему номиналь­ному току статора при опыте к.з. (рис. 20.10, б):

Для турбогенераторов ОКЗ = 0,4 ÷ 0,7; для гидрогене­раторов ОКЗ = 1,0 ÷ 1,4.

ОКЗ имеет большое практическое значение при оценке свойств синхронной машины: машины с малым ОКЗ менее устой­чивы при параллельной работе (см. гл. 21), имеют значительные колебания напряжения при изменениях нагрузки, но такие маши­ны имеют меньшие габариты и, следовательно, дешевле, чем ма­шины с большим ОКЗ.

Внешняя характеристика.Представляет собой зависимость напряжения на выводах обмотки статора от тока нагрузки: U₁ = f (I₁) при I_в = const; соs φ₁, = const; n₁ = n_ном = const. На рис. 10.12, а представлены внешние характеристики, соответствующие различным по характеру нагрузкам синхронного генератора.

При активной нагрузке (соs φ₁ = 1) уменьшение тока нагрузки I₁ сопровождается ростом напряжения U₁, что объясняется уменьшением падения напряжения в обмотке статора и ослабле­нием размагничивающего действия реакции якоря по поперечной оси. При индуктивной нагрузке (cos φ₁

Дата добавления: 2015-11-18 ; просмотров: 2961 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник