4 Методические указания и пример к выполнению расчетного задания по разделу «Синхронные машины»
По данным явнополюсного синхронного генератора, приведенным в таблице 4.1, требуется:
а) найти относительное значение активной мощности в номинальном режиме, учитывая заданный угол нагрузки,
б) определить при номинальном возбуждении в относительных единицах установившиеся токи короткого замыкания
1) трех фаз ,
2) двух фаз,
3)одной фазы,
в) построить таблицу «Параметры короткого замыкания», для трех, двух и одной фазы,
г) найти отношение короткого замыкания.
Таблица 4.1 (данные представлены в относительных единицах)
Наименование данных
|
Номер варианта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Номинальное линейное напряжение U1н |
1 |
4 |
2 |
1,95 |
1,04 |
1,48 |
1,56 |
1,43 |
1,45 |
1 |
Номинальный ток I. |
1,38 |
1,84 |
1,49 |
2 |
1 |
1,35 |
1,32 |
1,47 |
2 |
1,67 |
Номинальная ЭДС Е. |
3,0 |
2,7 |
6 |
3,3 |
2,7 |
6,0 |
2,7 |
3,3 |
2,8 |
3,0 |
Синхронное сопротивление по продольной оси. xd |
0,411 |
0,565 |
0,441 |
0,82 |
0,095 |
0,441 |
0,565 |
0,3 |
0,82 |
0,195 |
Синхронное сопротивление по поперечной оси. Xq |
0,084 |
0,195 |
0,205 |
0,148 |
0,134 |
0,205 |
0,195 |
0,172 |
0,148 |
0,11 |
Индукционное сопротивление нулевого следования фаз x0 |
00,473 |
1,98 |
3,22 |
2,12 |
0,376 |
1,22 |
1,98 |
0,372 |
2,12 |
0,65 |
Синхронное сопротивление обратного следования фаз x2 . |
0,535 |
0,392 |
0,64 |
0,295 |
1,1 |
0,64 |
0,392 |
0,96 |
0,295 |
0,35 |
Угол нагрузки θ |
96 |
27 |
30 |
10 |
17 |
62 |
20 |
12 |
18 |
12 |
Наименование данных
|
Номер варианта |
|||||||||
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Номинальное линейное напряжение U1н |
1,01 |
,136 |
1,23 |
1,18 |
1,17 |
1,14 |
2 |
1,4 |
1,3 |
1 |
Номинальный ток I |
2,6 |
3,2 |
1,86 |
1,12 |
1,32 |
1,23 |
1,42 |
1,02 |
1,5 |
1 |
Номинальная ЭДС Е |
3,0 |
3,0 |
3 |
2,7 |
3,3 |
2,7 |
6,0 |
3,5 |
2,8 |
1,87 |
Синхронное сопротивление по продольной оси xd |
0,3 |
0,132 |
1,12 |
0,095 |
0,39 |
1,23 |
0,441 |
0,031 |
0,217 |
1,1 |
Синхронное сопротивление по поперечной оси Xq |
0,155 |
0,076 |
0,179 |
0,184 |
0,155 |
0,208 |
0,205 |
0,247 |
0,114 |
0,25 |
Индукционное сопротивление нулевого следования фаз x0 |
0,365 |
0,473 |
3,1 |
0,376 |
0,482 |
0,25 |
1,22 |
0,178 |
0,74 |
0 |
Синхронное сопротивление обратного следования фаз x2 |
0,364 |
0,48 |
0,4 |
1,01 |
0,9 |
1,09 |
0,64 |
1,38 |
0,32 |
0,75 |
Угол нагрузки θ |
120 |
96 |
88 |
87 |
56 |
63 |
62 |
48 |
42 |
20 |
Продолжение таблицы 4.1
Пример расчета (рисунок 4.1, 4.2)
Рисунок 4.1- Схема явнополюсного синхронного генератора
Определим активную мощность (в относительных единицах) при номинальном режиме работы, если угол нагрузки θ=20º
,
.
Определим установившиеся токи при коротком замыкании (в относительных единицах).
Рисунок 4.2 - Схема опытного определения характеристик короткого замыкания
Значение тока короткого замыкания определяется соотношением:
,
где
- ЭДС, соответствующее виду короткого
замыкания,
- сопротивление,
соответствующее виду короткого
замыкания.
Трехфазное короткое замыкание
Для трехфазного
короткого замыкания значение ЭДС
соответствует номинальной ЭДС, а значение
сопротивления равно синхронному
сопротивлению по продольной оси, т.е.
Следовательно:
Двухфазное короткое замыкание
Найдем ЭДС и сопротивление короткого замыкания:
Ток короткого замыкания равен:
.
Однофазное короткое замыкание
Найдем ЭДС и сопротивление короткого замыкания:
.
Рисунок 4.3 - Характеристика короткого замыкания
Составим таблицу параметры короткого замыкания:
Таблица 4.2 - Параметры короткого замыкания
Параметры |
Короткое замыкание |
||
трех фаз |
двух фаз |
одной фазы |
|
ZК, о.е. |
1,1 |
1,35 |
1,35 |
EК, о.е. |
1,87 |
3,24 |
5,61 |
iК, о.е. |
1,7 |
2,4 |
4,15 |
Найдем отношение короткого замыкания.
Отношение короткого замыкания – отношение установившегося тока короткого замыкания одной фазы к номинальному току:
.
Произведем проверку. Для этого найдем xd из условия:
.
Значение, полученное в ходе проверки совпадает со данным значением, следовательно расчет произведен правильно.