Учет нагрузки в установившемся режиме короткого замыкания

Векторная диаграмма

Предельное (потолочное) возбуждение

Синхронное индуктивное сопротивление

Синхронное индуктивное сопротивление необходимо определять для продольной и поперечной оси электрической машины, составляя следующие схемы замещения

Рис.9. Схема замещения синхронной машины по продольной оси

Из рис.9. видно, что синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси определяется как

, (14)

где - сопротивление по продольной оси; - сопротивление рассеивания; - сопротивление статора по продольной оси.

Рис.10. Схема замещения синхронной машины по поперечной оси

Из рис.10 видно, что синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси определяется как

, (15)

где - сопротивление по поперечной оси; - сопротивление рассеивания; - сопротивление статора по поперечной оси.

Для явнополюсного генератора (гидрогенератор, тихоходный синхронный двигатель) соотношение синхронных индуктивных сопротивлений по продольной и поперечной осям выглядит следующим образом:

. (16)

Для неявнополюсного генератора (турбогенератор, турбодвигатель)

(17)

при этом ротор не выполняется шихтованным так как вихревые токи при синхронной работе отсутствуют.

Максимальная мощность двухполюсных генераторов 1,2 ГВт (максимальная скорость вращения при этом 3000 об/мин).

С другой стороны, синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси

(18)

где

. (19)

Для турбогенераторов:.

Для гидрогенераторов:.

При этом необходимо помнить о том, что учет неявнополюсности при расчете токов короткого замыкания в установившемся режиме уточняет расчет не более чем на 3% и при практических расчетах явнополюсность не учитывается.

Потолок возбуждения определяется типом возбудителя и термической стойкостью обмотки бозбуждения.

В расчете возбуждение учитывается введением АРВ.

Обозначим

. (20)

Тогда в относительных единицах

. (21)

Обычно

. (22)

Векторную диаграмму будем строить для турбогенератора по продольной и поперечной осям, поскольку, для случая:

Рис.11. Схема замещения турбогенератора по продольной оси

Векторная диаграмма для случая (рис.11.) выглядит следующим образом

Рис.12. Векторная диаграмма турбогенератора для случая (рис.11.)

Из векторной диаграммы определяем фазную э.д.с по поперечной оси

, (22)

где - номинальное фазное напряжение.

В относительных единицах.

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 нагрузку заменяют на индуктивную х_нагр.

Рассмотрим следующие расчетные схемы:

а) б)

Рис.13. Расчетные схемы замещения

а) без учета нагрузки; б) с учетом нагрузки

Из схемы (рис.13 б) при КЗ при:

(24)

Откуда, приравнивая токи, получаем:

. (25)

Видно, что ток при КЗ на шинах отличается более чем в 2 раза.

Для турбогенератора, у которого индуктивное сопротивление нагрузки равно

. (26)

Это сопротивление отнесено к номинальной мощности нагрузки, номинальному напряжению ступени, куда нагрузка подключается.

Тогда номинальное базисное сопротивление нагрузки в относительных единицах при базисных условиях определяется

. (27)

В этом случае, когда сопротивление нагрузки не вводят в схему замещения, ее влияние учитывают увеличением э.д.с. В этом случае ток в месте КЗ будет равен току генератора при КЗ, что вносит погрешность в расчет.

Дата добавления: 2014-01-05