4. Особенности расчета переходных режимов

Далее отметим исключительно важное обстоятельство – для переходных режимов нельзя использовать параметры и .

Причиной переходного режима служит резкое изменение тока нагрузки, т.е. тока статора, будь то пуск мощного АД или короткое замыкание, при котором возникает трансформаторная индукционная связь между обмоткой статора и обмотками ротора: обмоткой возбуждения и демпферной обмоткой. В обычном установившемся режиме ток статора и ротора постоянны, ввиду синхронного вращения поля статора и самого ротора между обмотками отсутствует связь. Возникающая в переходном режиме взаимная индукция уменьшает общую индуктивность и индуктивное сопротивление обмотки статора. Для определения токов в переходных режимах при этом используют переходные и и сверхпереходные сопротивления: .Переходные сопротивления и обусловлены возникновением индукционной связи между статорной обмоткой и обмоткой возбуждения, поэтому < . Этой связи не обнаруживается по поперечной оси и поэтому = .

Наличие в машине демпферных контуров по продольной и поперечной оси обусловливает дополнительное уменьшение сопротивлений. Результирующие сопротивления называют сверхпереходными, они имеют два штриха в обозначении, причем < и < .

Параметры риведены в паспортных данных на генератор при номинальных базисных условиях генератора.

Возникающие за счет взаимоиндукции токи в обмотках возбуждения и демпферной обмотке достаточно быстро затухают и взаимоиндукция быстро сходит на нет. Вследствие этого, сопротивление переходит в и затем в ; также и переходит в . Наиболее быстрым является первый переход – от параметров с двумя штрихами к параметрам с одним штрихом. Это обусловлено большим активным сопротивлением демпферных обмоток (по сравнению с их индуктивным сопротивлением). Постоянная перехода самая малая (Приложение А). Тем не менее, сверхпереходное сопротивление, ввиду его малости, определяет начальный и, главным образом, так называемый ударный ток. При трехфазном КЗ на зажимах генератора ударный ток достигает значений (в о.е.)

(2.20)

Время достижения величины ударного тока от момента к.з. – 0,005 с.

Для генератора МСК 103-4 при =0,136 ударный ток составит 19,6 крат номинального тока. Для генератора МСС 103-4 при = 0,087 кратность ударного тока будет уже 30,6 крат (здесь номинальный ток берется по действующему значению).

Используя данные предшествующего режима нагрузки на генератор (U₀, I₀, cosφ₀) и его сверхпереходные параметры (т.к. все современные генераторы имеют демпферные обмотки), запишем выражения для сверхпереходных ЭДС.

( 2.21 )

где , , , берутся из предшествующего режима (2.4). Индекс в скобках (₀) показывает, что рассматривается величина берется сразу после внезапного нарушения режима. Величины и используются как ЭДС схемы замещения генератора для определения параметров начального момента внезапного нарушения режима.

5. Напряжение и ток при пуске асинхронного двигателя от судового синхронного генератора

Короткозамкнутый асинхронный двигатель в начальный момент подключения его к сети (при скорости ) потребляет из сети активно-индуктивную нагрузку, которая может быть записана в виде эквивалентного комплексного сопротивления

Величина активного сопротивления по схеме замещения = + , где r₁ - сопротивление статора и - приведенное к статору сопротивление ротора, а - реактивное cопротивление короткого замыкания.

Полное сопротивление короткого замыкания всегда можно найти по пусковым данным двигателя, приводимым в его техническом паспорте

( 2.22 )

где пусковой ток .

Величина активного сопротивления r_К берется из данных на двигатель и равна:

(2.23)

Тогда индуктивное сопротивление к.з.

( 2.24)

Схема замещения для определения начальных значений напряжения и тока на шинах генератора при пуске АД от синхронного генератора приведена на рис.2.5

Рис.2.5.- Расчетная схема начального момента пуска АД от СГ

Комплексное сопротивление, подключаемое к шинам генератора с ЭДС и складывается из параллельно включенных сопротивлений: предварительно включенной нагрузки и сопротивления короткого замыкания двигателя

(2.25)

Эквивалентное сопротивление предвключенной нагрузки определяем по формуле:

(2.26)

Так как заданы и , то:

;

Эквивалентная сверхпереходная ЭДС генератора

, (2.27)

а его эквивалентное внутреннее сверхпереходное сопротивление

(2.28)

то суммарный сверхпереходной ток в нагрузку и на двигатель

(2.29)

Напряжение на шинах

(2.30)

Пусковой ток двигателя

(2.31)

Падение напряжения на шинах

(2.32)

Таким образом, определены параметры начального момента пуска АД от СГ и предварительно включенной нагрузкой. Эти значения будут изменяться по мере разгона двигателя и затухания электромагнитного переходного процесса в генераторе.