9). Переходные процессы в синхронных генераторах при кз (с арв, без арв).

I. Генератор с отключенным АРВ.В такой машине ток возбуждения i_f остается постоянным и обеспечивает неизменный магнитный поток возбуждения Ф_f = const.

I_f i_a

U_a r_kL_k r₁ L₁

Рис.4. Трехфазная симметричная цепь питаемая от СГ

Особенность данного случая: параметры генератора и их изменение существенно влияют на ход процесса КЗ. Кривая изменения полного тока КЗ и его отдельных составляющих (момент возникновения КЗ соответствует случаю, когда апериодическая составляющая тока и полный ток достигают максимального значения), изображены на рис. 5.

Норм.Режим

Проведем анализ факторов, влияющих на величину и характер изменения отдельных составляющих полного I_К.З во времени_. При работе генератора на холостом ходу под действием тока ротора в машине наводится поток возбуждения Φ_f:

1) в момент возникновения КЗ (t = 0) в статоре генератора появляется ток (рис. 6). Периодическая составляющая тока отстает от напряжения на выводах генератора на угол φ_к, определяемый параметрами цепи КЗ. Протекая по обмоткам генератора, периодическая составляющая тока создает магнитный поток Φ_ст, который будет направлен встречно потоку возбуждения Φ_f, как поток реакции якоря по продольной оси ротора.

Параметры, которыми характеризуется генератор в момент КЗ (т.е. t = 0) называются сверхпереходными:

Х^"_d - сверхпереходное сопротивление генератора по продольной оси;

E^"_ф - действующее фазное значение сверхпереходная ЭДС,.

Начальное значение периодической составляющей I_к.з. обозначают:

I_{п, m} – амплитуда,

I_{п, o} – действующее значение за первый период,

для синусоидального тока I_п,о=I_n,m , может быть определена

;

где Х_рез- сопротивление цепи КЗ;

;

где U₍₀₎ и I ₍₀₎ –соответственно фазное напряжение и ток генератора в предшествующем режиме;

φ₍₀₎ - угол между напряжением и током в том же режиме.

2 ) С течением времени происходит затухание апериодических токов в демпферной обмотке и обмотке возбуждения с одновременным уменьшением соответствующих магнитных потоков Ф_св.д, Ф_св.f, причем первым затухает магнитный поток Ф_св.д. В цепи обмотки возбуждения, имеющей малое активное сопротивление, свободный ток затухает медленнее. (Рис.8)

Свободные магнитные потоки уже не могут компенсировать размагничивающее действие потока реакции якоря Ф_ст , вследствие чего происходит уменьшение ЭДС генератора. Изменение параметров машины оказывает влияние на периодическую составляющую I_кз, которая тоже уменьшается.

3

Рис.8 Магнитные потоки после затухания Ф_св.д

) После затухания свободных токов в демпферной обмотке и в обмотке возбуждения наступает установившийся режим для периодической составляющей тока статора. Результирующий магнитный поток:

Ф_рез=Ф_f –Ф_ст ,

т.е. размагничивающее действие потока статора максимально. (Рис.9)

Следует учесть, что Ф_ст. несколько ниже по сравнению с начальным моментом КЗ вследствие уменьшения периодической составляющей I_КЗ.