Файл: Шубенко, В. А. Использование синхронных генераторов электрических станций в качестве синхронных компенсаторов учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.11.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
Если в формулах мощности генератора
P = ]/3UJ„ = y3U(Jqcos б+ Jd sin б),
Q = V 3 UIp = V ' 3 U (Ij cos 8 — Iq sin 8)
заменить Jd и Jq no 3—17, 18, то получим следующие выраже ния
n |
EjUzn |
|
. |
, |
, |
U2r |
U2(xh — xa)sin 2 8 |
|
||||
|
zc2 |
|
|
^ |
q' |
zs2 |
^ |
2zc2 |
|
|
|
|
|
Q = |
EdUz^_cos(8 4 |
a ) - |
U*(xd + |
xq) |
_j_ |
|
|
||||
|
|
|
zc2 |
|
V |
q |
2z-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
_j_ |
1,3 (Xd - |
Xq) COS 2 8 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
3zc2 |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
РАСЧЕТ, |
СВЯЗЫВАЮЩИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ |
|
|||||||||
ВЕЛИЧИНЫ ОБМОТОК СТАТОРА И ВОЗБУЖДЕНИЯ |
|
|||||||||||
В обмотках статора ОГ внутренняя ЭДС Е0 индуктирует |
||||||||||||
ся МаГНИТНЫМ ПОТОКОМ- (Ф<г-- Фай). |
|
|
|
|
|
и |
||||||
Поток Фd создается током J ь в обмотке возбуждения, |
||||||||||||
Фа,г является потоком продольной реакции |
статора от |
токов |
||||||||||
в обмотках статора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Падение напряжения в активном сопротивлении г и реак |
||||||||||||
тансе |
рассеяния |
обмотки |
статора Х„ при токе |
статора |
/ |
|
||||||
|
|
|
|
A £/r=/(r+jx о) |
|
|
|
|
|
|||
и при номинальном токе JH |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Д^ГН = А)(Г+ ]х0 = |
Она |
Лнр) (Г ~Ь jX3) = |
|
|
|||||||
= |
ОнД “Ь ^нрХ“) Т~ j (^HaXj __ ^нрг) |
== А и |
+ |
j ДU-'; |
4 |
1 |
||||||
|
Ди гн = |
V |
(Д и ')2 + |
(A и ")2 = Еа'. |
|
|
4—2 |
|||||
Внутренние ЭДС генератора при токах / |
и / н соответст |
|||||||||||
венно равны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E0 = UH+ AUr; |
|
|
|
4—3 |
||||
|
|
|
|
|
£ oh= U h+ £ ,. |
|
|
|
4—4 |
|||
Для создания |
в обмотках |
статора ЭДС |
Е 3 |
необходимо |
||||||||
иметь ток возбуждения JBi, который определяют по харак теристике холостого хода генератора (рис. 2).
16
Е>^СТ.
X X X
При трехфазном к. з. на выводах генератора номинально му току в обмотках статора соответствует ток возбуждения J в2> определяемый по характеристике короткого замыкания (рис. 2). В этом случае
|
' 7н 1г + J (х, + xad)] = |
+ |
j/Hxad , |
4—5 |
где Xad — продольный синхронный |
реактанс. |
|
||
Отрезком AB=( J b2—JBi) на рис. |
2 измеряется величина |
|||
тока |
возбуждения, создающего магнитный поток, |
равный по |
||
току |
продольной реакции статора |
от |
J„; номинальный ток |
|
статора и ток возбуждения (JB2—Jbi) вызывают одинаковые магнитные потоки, направленные встречно.
Можно вычислить коэффициент
с помощью которого определяется часть тока возбуждения, необходимого для компенсации потока продольной реакции
при токе статора J: |
I |
|
на:/: ■ |
йп |
17 |
|
U(ad) — |
|
|
4— 7 |
|
Ток возбуждения явнополюсного |
гидрогенератора при |
||||
заданных величинах U, Р и Q на выводах определяют следу |
|||||
ющим путем. |
|
|
|
|
|
Величина поперечной ЭДС без учета насыщения: |
|||||
Eq = y(UHr+AU)2+(6U)2, |
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
д и = |
Рг + |
-Qxq |
; |
|
|
|
|
и |
|
|
|
8 U = |
Рхг |
Р г |
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
tg8 = |
8 U |
|
|
|
|
U + л и |
|
|
||
|
|
|
|
||
По формулам 3—3, 4 определяют: |
|
|
|||
,— |
Xq(Еа — U cos 8) |
rU sin 8 |
|
||
V з id = |
— 1-- q |
r2 |
4- Xq2 |
|
|
|
|
|
|
||
лГ— T |
r (Eq — U COS 8) — Xq • cos 8 • и |
|
|||
3 4 - |
|
r2 + Xq2 |
■ |
||
Продольная составляющая внутренней ЭДС |
генератора |
||||
из 3—15 |
|
|
|
|
|
Eod = U cos 8 - f Y 3 (lqr + Idx0) .
Для создания ЭДС E0d требуется ток возбуждения До, определяемый по характеристике холостого хода.
Полный ток возбуждения
IЬ — IЬо 4 ~ ■ |
4—8 |
Для неявнополюсного паротурбогенератора последователь ность определения тока возбуждения будет следующей.
Величина внутренней ЭДС статора: E0 = y(UHr4-AU)2+6U 2;
д и = Р ' r + . 9 Xj •
U
18
8 U = |
Р • х„ — Qr |
||
U |
’ |
||
|
|||
tgP = |
о U |
|
|
и + д и |
• |
||
|
|||
По характеристике холостого хода величине Е0 соответст вует ток возбуждения ho--
На рис. 3 построены характеристики холостого хода и век торная диаграмма, из которых следует, что полный ток воз буждения
\ь = |
cos Р + A . |
sin (3 H— j 2 ; 4—9 |
19
tg8 = |
ho si*1 P + ~~- |
al ^Si nP + |
Ig |
|
« ho cos p + |
4— 10 |
|
|
I6ocosp + J p |
Ip |
|
|
|
|
Для генератора, работающего в режиме компенсатора, при ближенно можно считать Р = 0. При Q >Q H
Ео= У (U„r+AU)2+6U2;
|
|
AU = |
и нг |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SU = — Qr |
|
||
|
|
|
U„r |
|
|
|
|
tgl |
8U |
|
|
|
|
U - |
AU |
|
|
По величине Е0 и характеристике холостого хода опреде |
|||||
ляют ток возбуждения Ль0. |
|
|
|
||
Полный ток возбуждения |
|
|
|
||
h |
= ] / |
cos Э н- _Li_ |
+ 1&02 sina р . |
4—11 |
|
Если Sb< hn расчет повторяют при большей реактивной |
|||||
нагрузке до получения Ль=Лб„. |
|
|
|||
Пр и мер. |
Определить ток возбуждения СГ, работающего в |
||||
режиме GK. |
|
|
|
|
|
Паспортные данные генератора: |
|
|
|||
1. Номинальная |
активная |
мощность Рн = 6 МВт; |
|
||
2. Номинальное напряжение UHr=6,3 и 10,5 кВ; |
|
||||
3. Номинальный |
полный |
ток |
статора при UHr= 6,3 кВ, |
||
Л„= 688 А; |
|
|
|
|
|
4.c©s фн —0,в;
5.Номинальная полная мощность SH= 7,5 MBA;
6. |
Номинальный ток возбуждения |
при UHr= 6,3 кВ, |
Льн= 157 А; |
|
|
7. |
Ток возбуждения, допустимый по условиям нагревания |
|
Л68.=240 А; |
|
|
8. |
Активное сопротивление обмотки статора г= 0,0316 Ом; |
|
9. |
Омическое сопротивление обмотки |
возбуждения г&= |
=1,08 Ом;
10.Реактанс рассеяния обмотки статора х 0 =1,2 Ом;
20
11. Характеристики холостого хода и короткого замыка ния СГ даны на рис. 4.
UL, В 1к,й
Предположим, что генератор, работая в режиме компен сатора имеет ток статора J=1,05JH, Приближенно считают, что Р = 0.
<Э= уз'ин1,05JH= УЗ -6,3-1,05• 688 = 7,86 МБАр;
|
д и |
Q ^5 |
7,86 • |
|
1,2 |
= 1,5 кВ ; |
|
|
и ^ |
6,3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|||
аи = |
- Q r |
|
7,86 • |
0,031,6 |
- 0,039 кВ ; |
||
U Hr |
|
6,3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
21
cos p='l; '
Е0 = У(UHr+ iAU)■2+6U2 = У(6,3+)1,5)2+0;0392 = 7,3 кВ.
По характеристике холостого хода рис. 4 для Е0 = 7,8 |
кВ оп |
ределяют величину тока возбуждения П 0 = 95 А. |
|
При номинальном токе статора |
|
AU' = JKar+J„pX, =688-0,8-0,0316+688-0,6-1,2 = 50,8 |
В; |
AU" = J„aXc —J„pr = 688• 0,8• 1,2—688• 0,6• 0,0316 = 66,43 В;
AUrH = y(AU,)2+](AU")2=83,4 В.
Величине AUrH = 83,4 В по характеристике холостого хода соответствует ток возбуждения JBi= 0,5 А.
Поминальному току статора по характеристике короткого замыкания соответствует JB2= 68 А.
Коэффициент пересчета
a = ------- |
— |
= . |
ю 2- |
iв2 |
- |
IBi |
68 - 0,5 |
Полный ток возбуждения генератора, работающего в ре жиме -компенсатора с реактивным током 1,05 JH:
lb ~ j / |
cos р -f- |
sin2 8 = |
95 + - Й У 2 = 165,1 A,
10,2
и не превышает предельного допустимого тока для рассмат риваемой машины.
5. ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА РАСПОЛАГАЕМОЙ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ И ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Синхронный генератор характеризуется номинальной ве личиной междуфа-зового напряжения на выводах UH, номи нальными токами статора JH и обмотки возбуждения J cos фн и частотой fH.
Номинальные активный и реактивный токи статора:
З к а = J h co s фн;
Jhp= Jhsin фн.
22