2.5.3 Однофазное короткое замыкание

Опыт проводится только для генератора, обмотки статора которого соединены звездой с нулевой точкой, выведенной на щиток. При "твердом" соединении обмоток в треугольник опыт однофазного короткого замыкания невозможен.

Собрать схему по рис. 1.5 в, рукоятку переключателя фаз комплекта К-50 поставить в положение фазы “А”. Затем включить приводной двигатель и записать показание амперметра К-50 в табл. 1.6. Для получения следующей точки характеристики постепенно увеличивать до величины, при которой , и записать и в табл. 1.6. Построить график зависимости , (рис. 1.6, характеристика 1).

Рисунок 1.6 – Графики характеристик однофазного (1), двухфазного (2) и трехфазного (3) короткого замыкания; 4 - характеристика холостого ходу; 5 - ненасыщенная характеристика холостого хода

2.5.4 Причины расхождения характеристик короткого замыкания. Из опытов следует, что при одном и том же значении тока возбуждения і_в генератора при разных видах короткого замыкания значения токов в якоре разное. Это поясняется, главным образом, разной величиной размагничивающего действия реакции якоря.

При одном и том же токевозбуждения при разных видах КЗ значения токов в обмотке якоря разное: . Это поясняется разным размагничивающим действием реакции якоря.

При одном и том же значении тока короткого замыкания І_н значение тока прямой последовательности, в зависимости от вида короткого замыкания, равно:

– при трехфазном замыкании І₁ = І_к;

– при двухфазном замыкании І₁ = І_к / ;

– при однофазном замыкании І₁ = І_к / 3.

Так как размагничивающее действие реакции якоря создается только токами прямой последовательности, то ток возбуждения при однофазном коротком замыкании будет наименьшим, а при трехфазном – наибольшим (рис. 1.6).

3. Обработка и анализ экспериментальных данных

3.1. В применении теории синхронных машин при анализе рабочих режимов широко используется система относительных единиц. В данной работе все снятые характеристики сначала строят в именованных единицах по табл. 1.2-1.6; затем характеристики холостого хода и короткого замыкания, смещенные к началу координат, строят в относительных единицах (о. е.), как показано на рис. 1.6.

Для расчета характеристики в о. е. значения токов и напряжений требуется разделять на базисные величины. За базисную (единичную) величину тока якоря принимают номинальный ток якоря І_1н; за базисный ток возбуждения принимают ток возбуждения і_в0, который соответствует номинальному напряжению генератора при холостом ходе; за базисную величину напряжения – номинальное напряжение U_1н. Таким образом, ток якоря, ток возбуждения и напряжение в относительных единицах могут быть записаны в следующем виде:

Значок * (звездочку) можно опускать, если в дальнейшем все расчеты ведутся в относительных единицах.

Характеристики холостого хода современных явнополюсных, также как и неявнополюсных синхронных генераторов, построенные в относительных единицах, мало отличаются друг от друга. Средняя из этих характеристик принята за нормальную характеристику. Ее данные для явнополюсных синхронных генераторов приведены в табл. 1.1.

Нормальную характеристику холостого хода требуется построить в общих осях координат и одинаковых масштабах с опытной характеристикой холостого хода. Наибольшая разница ординат нормальной и опытной характеристики холостого хода в о. е., умноженная на 100, равна в процентах наибольшему отклонению опытной характеристики от нормальной.

Коэффициент насыщения определяется с помощью опытной ХХХ и спрямленной ненасыщенной ХХХ, которая проводится как касательная в начальной части опытной ХХХ. Определяют значения тока возбуждения по опытной ХХХ и спрямленной ненасыщенной ХХХ при Е = U_1н. Коэффициент насыщения определяется как отношение токов ОА к ОВ (рис. 1.8) и для явнополюсных машин равен К_нас = 1.06, для неявнополюсных – К_нас = 1.2.