4. Начальный момент внезапного нарушения режима работы синхронной машины без демпферных обмоток

Поскольку по поперечной оси ротора нет обмоток, то схема замещения в начальный момент времени будет такой же как и в установившемся режиме.

На рис. представлена векторная диаграммы явнополюсной машины без ДО при активно индуктивной нагрузке

К концу вектора напряжения статора под углом 900 к току откладываем падение напряжения от тока в индуктивностях: переходной (получаем переходную ЭДС E’, проектируем на ось q и получаем E’q ), синхронной по оси q Xq (получаем фиктивную ЭДС EQ, конец вектора этой ЭДС находится на оси q), синхронного по оси d Xd (получаем синхронную ЭДС Е, которую проектируем на ось q)

Вектор E’q по направлению совпадает с вектором Eq и меньше его на Id(Xd-X’d). Оставаясь неизменной в начальный момент внезапного нарушения режима , переходная ЭДС E’q позволяет связать предшествующий режим с новым, в чем и заключается ее практическая ценность.

5.Определение переходной ЭДС, векторная диаграмма синхр. машины, схема замещения. Обратимся к балансу магнитных потоков в продольной оси ротора синхронной машины при установившемся симметричном режиме ее работы с отстающим по фазе током.

Рис 1 Баланс магнитных потоков в продольной оси ротор: а – в предшествующим режиме, б – в момент внезапного изменения режима

Полный поток обмотки возбуждения Ф_f, к-ый был бы при х/х машины, состоит из полезного потока Ф_fad и потока рассеяния Ф_σf. В свою очередь полезный поток Ф_fadявл-ся геометрической разностью продольного потока в воздушном зазоре Ф_δd и потока продольной реакции статора Ф_ad. Результирующий магнитный поток Ф_fΣ, сцепленный с обмоткой возбуждения, складывается из потока Ф_δd и потока рассеяния Ф_σf. Рассмотрим как изменится этот баланс, если предположить внезапное изменение (увеличение потока продольной реакции статора на ∆Ф_ad/0/). При этом будем считать, что кроме обмотки возбуждения никаких других контуров в продольной оси ротора не имеется. В соответствии с законом Ленца приращение потока ∆Ф_ad/0/ вызовет ответную реакцию обмотки возбуждения ∆Ф_f/0/, причем приращения потокосцеплений ∆ψ_ad/0/ и ∆ψ_f/0/ должны компенсировать друг друга, т.е. ∆ψ_ad/0/+∆ψ_f/0/=0 или , откуда видно, что приращения токов статора ∆I_f/0/ связаны м/у собой простым соотношением и различие в их величинах обусловлено только рассеянием обмотки возбуждения. В ненасыщенной машине поток Ф_σf.составляет некоторую постоянную долю потока Ф_f., к-ая характер-сякоэф-ом рассеяния обмотки возбуждения: . С увеличением потока Ф_fот Ф_f0 до Ф_f/0/ пропорционально ему увеличивается поток Ф_σf0 до Ф_σf/0/, что приводит к уменьшению потока Ф_δd0 до Ф_δd/0/. Т.О., рассеяние у обмотки возбуждения не позволяет характеризовать машину в начальный момент переходного процесса реактивностью рассеяния статора х_σ и ЭДС E_δq/0/, наводимой потоком Ф_δd/0/, т.к. последний претерпевает изменение от приращения тока ∆I_d/0. Для решения задачи, следует использовать неизменность потока Ф_fΣ0, сцепленного с обмоткой возбуждения, т.е. результирующего потокосцепления этой обмотки ψ_fΣ0: ψ<sup>`</sup><sub>d</sub>= (1-σ<sub>f</sub>)ψ<sub>fΣ</sub>, причем именно этим потокосцеплением обусловливается в статоре та ЭДС E`_q, к-ая в нач-ый момент п/процесса сохраняет свое предшествующее значение.=›

Этому потокосцеплению соответствует ЭДС: , к-уюназ-ют поперечной переходной ЭДС. Реактивность: , наз-ют продольной переходной реактивностью; она явл-ся характерным параметром синхронной машины и ее величина указыв-ся в паспорте данных машины. На рис. 2 показана векторная диаграмма явнополюсной машины при нагрузке ее с отстающим током. Вектор Е`<sub>q</sub> совпадает с вектором Е<sub>q</sub> и по величине меньше его на I<sub>d</sub>(x<sub>d</sub>-x`_d). Оставаясь неизменной в начальный момент внезапного нарушения режима, переходная ЭДС Е`_q позволяет связать предшествующий режим с новым режимом работы, в чем и заключ-ся ее особая практическая ценность.

Поскольку Е`_qв общем случае измерить нельзя, ее иногда наз-ют расчетной или условной ЭДС. На рис. 2а, приведена принципиальная схема машины с магнитной связью м/у статором и обмоткой возбуждения; в цепь последней введена ЭДС Е_qf, отвечающая результирующему потокосцеплению ψ_fΣ. Схема замещения машины рис. 2б, аналогична схеме зам-ия 2-хобмоточного тр-ра. После замены ветвей с х_σf и х_ad одной эквивалентной, получим схему рис. 2в.

Рис. 2 к определению переходной реактивности машины в продольной оси: а – исходная принципиальная схема;

б и в – схема замещения.

При отсутствии в поперечной оси ротора каких-либо замкнутых контуров: Е`<sub>d</sub>=0 и х`_q= х_q. Т.О. , если у явнополюсной синхронной машины без демпферных обмоток внезапно произошло изменение сопротивления цепи статора, при этом внешнее сопротивление явл-ся чисто индуктивным х_ВН, то начальное значение периодической слагающей тока возникшего п/процесса или так наз-ый начальный переходной ток будет только продольным и составляет:

6.Представление асинхронных двигателей в начальный момент КЗ Асинхронные двигатели в начальный момент КЗ можно рассматривать как СД, работающие с недовозбуждением.

В расчетной схеме АД, как и СД, должны быть учтены сверхпереходными ЭДС и сопротивлением. Сверхпереходное сопротивление АД практически равно его входному сопротивлению при неподвижном роторе (поскольку только в этом случае можно пренебречь активным сопротивлением ротора).

,

где  - кратность пускового тока

Обычно при расчете начального значения периодического тока КЗ индивидуально учитывают только мощные электродвигатели подключенные вблизи места КЗ. Остальные ЭД вместе с другими потребителями учитывают в виде обобщенных нагрузок. При отсутствии достоверных данных об относительном составе нагрузок их в расчетной схеме учитывают средними параметрами, полученными на основе анализа результатов эксперимента.

и  .

Указанное значение ЭДС отнесено к среднему номинальному напряжению той ступени, где подключена нагрузка, а сопротивления – к тому же напряжению и суммарной мощности нагрузки.