3.8.4. Синхронизирующая мощность (синхронизирующий момент) и статическая перегружаемость синхронных машин

Выше установлено, что в определенных пределах значений угла нагрузки синхронная машина способна сохранять синхронный режим работы. Это обусловлено тем, что при отклонении угла(рис.3.25,а) на некоторую величинувозникает мощность, под воздействием которой устойчивое состояние работы восстанавливается. Мощностьназывают синхронизирующей. Этой мощности соответствует электромагнитныймомент, который называют синхронизирующим. Коэффициент синхронизирующей мощности равен:

.

Зависимости коэффициентов синхронизирующей мощности неявнополюсной и явнополюсной машин показаны штриховыми линиями на рис.3.25,а и 3.25,б. Положительный знак этих коэффициентов является одним из критериев устойчивости статического режима работы.

Статическая перегружаемость синхронной машины при характеризуется отношением амплитуды активной мощностик номинальной активной мощностиP_H,.Значение коэффициента статической перегружаемости должно быть не менее.

3.8.5. Работа синхронной машины при постоянной активной мощности и переменном возбуждении

Рассмотрим зависимость тока якоря Iот тока возбужденияпри в случае параллельной работы машины с сетью бесконечной мощности (). Для определения этой зависимости воспользуемся упрощенной векторной диаграммой неявнополюсного синхронного генератора (рис.3.26).

Рис. 3.26

При активная составляющая тока якоря, поэтому на векторной диаграмме острие вектора скользит по прямойАВ.Если полагать, что, тои приведенная составляющая тока возбуждения, создающая результирующий поток, также постоянна. Полный приведенный ток возбуждения

.

При непрерывном изменении полного приведенного тока возбуждения , ток якоряитакже меняются. При некотором значениивеличина токаминимальна, равнаи. При увеличении тока возбуждения(режим перевозбуждения) и уменьшении (режим недовозбуждения) токIвозрастает, так как растет его реактивная составляющая.

Рис. 3.27

На рис.3.27 представлен характер зависимостей при разных значенияхP=const. Эти зависимости из-за своего вида называются-образными характеристиками. Нижняя кривая соответствует, причем- значение тока возбуждения при. Правые части характеристик соответствуют перевозбужденной машине, левые части – недовозбужденной.

Линия ОСявляется регулировочной характеристикой машины при. ЛинияАВпредставляет границу устойчивой работы, на которой.

3.9. Элементы теории переходных процессов синхронных машин

При резких изменениях режима работы синхронной машины (подключение и отключение нагрузки, замыкание и размыкание электрических цепей обмоток, короткое замыкание и т.д.) возникают разнообразные переходные процессы. Переходные процессы в одной машине могут оказать большое влияние на другие машины, работающие в единой энергосистеме, и вызвать серьезные аварии с большими убытками.

Переходные процессы любого характера описываются дифференциальными уравнениями. Явнополюсные синхронные машины имеют магнитную и электрическую несимметрии, и дифференциальные уравнения имеют сложный вид. Наиболее интенсивные переходные процессы в синхронных машинах вызываются короткими замыканиями, которые происходят по разным причинам (повреждение и пробой изоляции, падение опор линий электропередачи, обрыв проводов и т.д.).

Короткие замыкания, которые возникают при работе электрических машин под напряжением, называются внезапными.