Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Страхов С.В. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих машины переменного тока, 1960. - 247 c

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
9.02 Mб
Скачать

4-3. УЧЕТ СВОБОДНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ. СВЯЗАННЫХ С ОБМОТКОЙ СТАТОРА В СХЕМЕ БЕЗ НАГРУЗКИ

Расчет, подобный предыдущему, производился и для схемы станция—шины бесконечной мощности без учета на-

©Мм

Линия

и=220кв

 

 

Шины

Гидрогене- -* -/

 

бесконечной

 

мощности

ратор

 

 

Рис. 4-8,

грузки (см. рис. 4-8). Он также показал полную возмож­ ность при вычислении токов i d , i q и потокосцепления ^

пренебречь в первом приближении членами, зависящими от неизвестного пока еще угла б . В дальнейшем были опре-

232

делены отброшенные члены (см. табл. 4), величины кото­ рых оказались совершенно ничтожными. Были также по­ строены кривые id, iq, и Т в функции времени (рис. 4-9), характер которых вполне совпадает с теми же кривыми, построенными для схемы с нагрузкой.

Затем

на рис.

4-10 были построены кривые Тд, Т,

co° +

d а

Для сравнения был произведен и для этого

> 6°-.

случая расчет динамической устойчивости по методу Лонгли. Рис. 4-10 показывает, что так как за первую половину

периода

Гд < Г, то ротор машины тормозится, производ­

ив

d8

ная ~ ~

отрицательна, скорость “ о + ^ уменьшается

16 С, В. Страхов

233

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4

 

 

Значение по •

 

Значение по­

 

Значение по­

 

 

 

 

t, сек

 

правочных чле­

 

правочных чле­

 

правочных чле­

 

 

 

 

ч

нов в составе

ч>

нов в составе

Ф<г,

нов в составе

 

ф<23

Т , отн.

ед.

 

отн. ед.

i d зависящих

отн. ед.

iq зависящих

отн. ед.

 

зависящих

отн. ед.

 

 

 

 

от угла 5

 

от угла 5

 

от угла 6

 

 

 

 

0,000

0,3008

0

0,2961

0

1,0319

0

 

- 0 ,3 7 0 4

0,4172

 

0,005

0,9653

0,4302

0,6612

 

0,538

0,8036

 

0,01

1,1629

—0,0003663

0,0997

—0,000272

0,5513

0,0000494

— 0,1247

0,2000

 

0,015

0,631

— 0,0045

0,8371

 

 

0,0056

— 0,0072

 

0,02

0,4918

—0,000004085

0,2513

0,000223

0,9226

-0 ,0 0 0 1 7 6 2

— 0,3(140

0,3849

 

0,025

0,8908

---- -

0,3325

------

0,7013

 

- 0 ,4 1 5 5

0,6043

 

0,03

1,0098

—0,00017448

0,1340

— 0,000093

0,6333

0,0000013

—0,1676

0,2540

 

0,035

0,6998

---- -

0,0706

0,8057

 

— .

— 0,0883

0,1230

 

0,04

0,6064

0,00002709

0,2247

— 0,000114

0,8584

0

0000492

— 0,2811

0,3631

 

0 045

0,8457

 

0,2735

0,7229

 

— ,

— 0,3418

0,4859

 

0,05

0,9179

—0,00076938

0,1544

0,000458

0,6828

0

0000603

— 0,1930

0,2823

 

0,055

0,7266

0,11631

0 7889

 

— ,

—0,1441

0,1963

 

0,06

0,6771

0,0000753

0,19829

— 0,000461

0,8120

0

0002412

- 0 ,2 4 8 1

0,3298

 

0,065

0,8212

0,23861

0,7369

 

— 0,2981

0,4228

 

0,07

0,8602

0,0021375

0,16691

0,000581

0,7134

0,0001568

—0,2082

0,2990

 

0,075

0,7481

0,13255

------

0,7451

 

— .

- 0 ,1 6 5 7

0,2229

 

0,08

Os 7067

0,00220299

0,16944

— 0,000884

0,8380

— 0,0011962

- 0 ,2 1 2 0

0,2930

 

0,085

0,8005

0,21670

0,7473

 

— 0,2699

0,3790

 

0,09

0,8322

0,00307245

0,17498

0,000827

0,7299

0

0004091

—0,2181

0,3088

 

0,095

0,7610

0,17606

0,7649

 

___ _

— 0,2201

0,2886

 

0 1

0,7366

0,00263882

0,19302

0,000874

0,7789

0,0008257

— 0,2405

0,3275

 

оставаясь меньшей единица, и уменьшается угол б . За вто­ рую половину периода площадь, ограниченная кривойГд—Т,

d 5

положительна. Поэтому производная

 

стремится к ну­

лю и становится положительной.

Вследствие этого к концу

первого периода скорость

 

dt

становится больше

*о+~^7

синхронной, и уменьшение угла

б замедляется.

Во все по­

следующие периоды в среднем площадь,

 

ограниченная кри-

вой 7'д — Т,

положительна,

производная

dS

 

также поло­

жительна,

скорость со0 +

жа

возрастает,

изменяясь,

 

впрочем, очень мало за все время рассматриваемого процесса (от 0,999 со0 до 1,003 со0), и угол б в конце

второго периода переходит от убывания к возрастанию и в дальнейшем возрастает. Правда, за все время рассматри­

ваемого процесса он также меняется довольно

мало (с

б0 =27,1° при ^ = 0 до б =29,1° при ^=0,1 сек).

Заметим

еще, что так как в первой половине второго и третьего периодов площадь, ограниченная кривой Тл Т, отрица­ тельна, то в это время машина несколько подтормажи-

16*

236

вается,

что выражается в уменьшении

ординат кривой

do

(в провалах этой кривой)

и в замедлении

(d0 + - -

роста кривой угла 6. На рис. 4-9 построена также кривая электромагнитного момента Тл , найденного по методу

Лонгли, которая и в этом случае является почти криволи­ нейной осью (средней линией) кривой Т, найденной по методу решения уравнений Парка. На рис. 4-11 построены кривые углов бл и б , найденных по обоим вышеуказан­

ным методам. Разница между ними очень невелика и со

временем

(^>0,1 сек) будет иметь тенденцию уменьшаться.

И здесь,

как в предыдущем случае, расчет кривой

бл =

= f(t) по методу Лонгли дает небольшую ошибку в пользу прочности. Заметим также, что амплитуда кривой Т в пер­ вом полупериоде почти в 2,5 раза больше ординат кривой Гл за то же самое время. В итоге и в схеме станция —

шины бесконечной мощности без учета нагрузки влияние свободных магнитных полей, связанных с обмоткой статора и соответствующих им токов, на динамическую устойчи­ вость синхронного генератора, т. е. на изменение во време­ ни угла 6 , очень мало.

Сделанные выводы относились к генератору без успокои­ тельных обмоток. Но нужно думать, что учет последних в основном их не изменил бы. Методика учета успокоитель­ ных обмоток в результате проделанной работы совершенно ясна: усложнились бы выражения операторных реактивных

сопротивлений xd(p) и xq(p), повысилась бы степень ха­

рактеристического уравнения и т. д.

Разумеется, предложенный метод учета влияния свобод­ ных магнитных полей, связанных с обмоткой статора, может быть применен при внезапном уменьшении напряжения и в других точках системы, а не только на шинах бесконечной мощности, как это было рассмотрено выше.

 

 

П Р И Л О Ж Е Н И Е

 

ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ

1)

cos 201 cos 0 4 cos (2 0 ! — 12 0 °) cos (0 „ — 12 0 °) 4

4

cos (2 0 ! + 12 0 °) cos (04

3

120°) = — cos (2 0 j — 0„);

2 )

cos (2 0 i — 120°) cos 0„ +

cos (2 0 t + 120°) cos (0, — 12 0 °) 4

 

 

3

 

+ COS 201 cos (0„ 4 120°) = cos (20i — 0„ — 120°);

3)

cos (20i 4 120°) cos 0„ 4

cos 20i cos (0„ — 120°) +

 

 

3

+ cos (2 0 i — 120°) cos (04 120°) = — cos (2 0 x — 04 12 0 °) ;

4)cos 0i cos 0„ 4 cos (0i — 120°) cos (0rt — 120°) 4

4

cos (0i 4

120°) cos (0n 4

 

3

 

120°) = — cos (0t — 0„);

 

5)

sin 0i cos 0„ 4

sin (0i — 120°) cos (0„ — 120°) 4

 

 

4 sin (0i 4

120°) cos (0 „4 120°) =

3

 

 

— sin (0i — 0 „);

 

6 )

sin 2 0 i cos 04

sin (2 0 i — 120°) cos (0„ — 120°) 4

 

4

sin (2 0 i 4

1 2 0 °) cos (04

1 20°) =

3

 

— sin (2 0 t — 0„);

 

7)

sin (20i — 120°) cos 0„ 4 sin (20i 4

120°) cos (0„ — 120°) 4

 

sin 2 0 i cos (04

1 20°) =

3

 

 

 

4

— sin (2 0i — 0„ — 12 0 °);

 

8 )

sin (2 0 i 4

1 20°) cos 04

sin 2 0 i cos (0„ — 12 0 °) 4

 

4 sin (20i — 120°) cos (0„ 4 120°) =

3

 

 

— sin (2 0i 0„ 4 120°);

9)

sin (to01 4

Ф) sin (ш01 4

02o) +

sin (cu01 4 Ф— 120°)

X

sin (a>0( 4

02O— 120°) 4

sin (co01 4

ф 4

120°) sin (w01 4 620 +

120°) =

 

 

 

=

3

 

 

 

 

 

 

 

— cos (ф — 0 2o);

 

 

237

10)

cos 9 cos (9ft — 0) + COS (9 + 120°) c,os (0* — 3 — 120°) +

 

 

+

COS (9 — 120°) cos (04 — 9 + 120°) =

3

 

 

 

 

— cos 0*;

11)

cos29 +

cos2 (9 — 120°) +

cos2 (9 +

120°) =

~

;

12) sin2 9 +

sin2 (9 — 120°) +

sin2 (9 +

120°) =

3

;

13) sin 9 cos 6 + sin (9 — 120°) cos (9 — 120°) +

 

 

 

 

 

+

sin (9 +

120°) cos (9 + 120°) =

0;

 

 

14)

cos 9 sin (0ft — 0) + cos (9 + 120°) sin (84

— 9 — 120°) -f

 

 

+ cos (9 — 12 0 °) sin (0A— 9 + 1 2 0 °) =

3

 

 

 

 

— sin 0ft;

15)

cos (9^. — 9) cos (9 — 120°) +

cos (0A— 9 — 120°) cos 9 -f

+

cos (9* — 9 + 120°) cos (9 +

12 0 °) =

3

 

 

 

 

— cos (0Й— 12 0 °);

16)

cos (9Й— 9) cos(8

+

120°) +

cos (64 0 12 0 °) cos (9 —12 0 °) J-

 

 

-b cos (04 0

+

120°) cos 0 =

3

 

 

+ 1 20°);

 

 

— cos (84

17)

sin (84 0 ) cos (0

1 20°) + sin (84 8 1 2 0 °) cos 9 +

4- sin (0A— 0 + 120°) cos (0 +

1 20°) =

3

 

 

 

 

— sin (0* — 12 0 °);

18)

 

sin

(0ft — 6) cos

(0

+ 12 0 °) +

sin (84 — 9 — 12 0 °) cos (9 — 12 0 °) +-

 

 

+

sin (04 — 9 +

12 0 °) cos 9 =

3

 

 

+ 12 0 °);

 

 

— sin (64

19) cos 20 cos 0 +

cos (29 — 120°) cos (9 — 120°) +

 

 

 

 

+ cos (29 +

120°) cos (9 + 120°) =

3

 

 

 

 

 

— cos 0;

2 0 )

sin 64 sin (0 -b

 

120°) -b sin (64 1 2 0 °) sin 0

+

 

+

sin (64 +

120°) sin (9 — 1 20°) = ~ cos (84

9 12 0 °);

2 1 )

sin 84 sin (8 120°) + sin (0 4 120°) sin (0

+

12 0 °) +

 

 

+

.

 

 

 

3

 

 

0 +

12 0 °);

 

 

sin (6 4 + 12 0 °) sin 9 =

— cos (84 —

22)

cos9 cos 20 +

cos (9 — 120°) cos (20 +

120°) +

 

 

 

 

+ cos (0 b

120°) cos (20 — 120°) =

3

 

 

 

 

 

 

— cos 30;

238

23)

cos2 0 cos 20 +

 

cos2 (0 — 120°) cos (20 +

120°) +

 

+ cos2 (0

+ 1 20°) cos (20 12 0 °) =

— ;

 

 

 

 

 

 

 

 

4

24)

sin2 0 cos 20 +

 

sin2 (0 — 120°) cos (20 +

120°) -j-

 

+ sin2 (0

+

12 0 °) cos (20 1 20°) =

 

3

 

— — ;

25)

sin 0 cos 20 +

 

sin (0 — 120°) cos (20 +

120°) +

 

+ sin (0 +

 

 

 

 

3

 

 

 

120°) cos (20 — 120°) = — sin 30;

26) sin 20 sin 0

+

 

sin (20 12 0 °) sin (0 120°) +

 

+ sin (20

+

12 0 °) sin (0

3

cos 0 ;

 

+ 120°) = -

27)

sin 20 cos2 0 +

 

sin (20 +

120°) cos2 (0 — 120°) +

 

+ sin (20

12 0 °) cos2 (0 + 120°) = 0 ;

28)

sin 20 sin2 0 +

sin (20 +

120°) sin2 (0 12 0 °) +

 

+ sin (20 1 20°) sin2 (0 + 120°) = 0 ;

29)

sin 20 .sin 0 +

 

sin (20 + 120°) sin (0 — 120°) +

 

+ sin (20

 

 

 

 

 

 

3

 

12 0 °) sin (0 + 12 0 °) = — y cos 30;

30)

sin 20 cos 0 +

 

sin (20 + 120°) cos (0 — 120°) +

 

 

 

 

 

 

3

 

 

+ sin (20 — 120°) cos (0 + 120°) = — sin 30;

31) cos2 0£ cos 20 +

cos2 (0£ — 120°) cos (20 +

120°) +

 

 

 

 

 

 

3

 

(0ft — 0);

+ cos2 (0* + 120°) cos (20 12 0 °) = — cos 2

32)

sin2 0j,cos 20 +

sin2 (0£ — 120°) cos (20 -f

120°) +

 

 

 

 

 

 

3

 

 

4 - sin2 (0* + 1 20°) cos (20 12 0 °) = — — cos 2 (0ft— 0).

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.С т р а х о в С. В., Переходные процессы в электрических цепях, содержащих машины переменного тока. Докторская диссертация, Мо­ сква, 1958.

2.

Н е т у ши л

А.

В.,

С т р а х о в С.

В., Основы электротехники,

ч. 2, Госэнергоиздат, 1955.

Расчет переходных процессов методом инте­

3.

С т р а х о в

С.

В.,

грала Фурье, изд. МЭИ, Москва, 1956.

анализ и операторный метод

4.

А т а б е к о в

Г.

И.,

Гармонический

вприложении к линейным электрическим цепям, Оборонгиз, 1956.

5.Г а р д н е р М. Ф. и Б е р н с Дж. Д., Переходные процессы в ли­ нейных системах, Гостехтеориздат, 1951.

6 . К р у г

К.

А., Переходные

процессы в

линейных

электрических

цепях, Госэнергоиздат, 1948.

 

 

 

 

 

 

П.

Л.,

Теоретические основы

7.

Н е й м а н

Л.

Р.

и К а л а н т а р о в

электротехники,

в трех

 

частях, Госэнергоиздат, 1959.

 

 

 

 

 

 

8 .

К а р с о н Д.

Р.,

Нестационарные явления и операционное исчис­

ление, ДНТВУ, 1934.

 

 

 

 

 

 

 

А. М.,

Операционное исчисле

9.

Э ф р о с А . М., Д а н и л е в с к и й

ние и контурные интегралы, ДНТВУ,

 

1937.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

К о н т о р о в и ч

 

М. И., Операционное исчисление и нестацио­

нарные

явления в электрических цепях,

Гостехтеориздат, 1953.

 

 

11.

С т р а х о в

С.

В., Статья в дискуссии «Операторный метод к

электротехническое образование, «Электричество», 1952, № 1.

 

 

 

12.

D r e y f u s L.. Einfiihrung in die

Theorie der sel

ste regten Schwin-

gungen

 

syncnroner

Maschinen,

E. u. M.,

1911,

29,

S.323,

335.

 

 

13.

D r e y f u s

L.,

Freie

magnetische

Energie

 

zwischen

verketteten

Mehrphasensystemen,

E.

 

u. M., 1911, 29, S. 891.

symmetrischen

Mehrfa-

14.

D r e y f u s

L.,

 

Ausgleichvorgange

in

der

senmascbinen, E. u. M.,

1912,

S. 121.

 

beim

plotzlichen

Kurzschluss

15.

D r e y f u s

L.,

 

Ausgleichvorgange

von Synchrongeneratoren, Arch,

fiir

Elektrotechnik,

1916,

5,

S. 103.

16.

B l o n d

el

A.,

 

Complement

a la theorie

des alternateurs

a

deux

factions, Rev. Gen. de l’Electricite,

 

1922, v. 12.

 

des

deux

factions

17.

В Io n

d e l

A.,

 

Application

de

la

methode

a l'6 tude

des

phenomenes

oscillatoires

des

alternateurs

couplds,

Rev.

Gin.

de

l’Electricite,

1923,

v. 13., p .

23),

 

275, 33 1 .3 8 7 ,5 1 5 .

18

Б и р м а н е

И.,

Сверхтоки в установках высокого

напряжения,

ОНТИ,

1932.

 

 

 

 

 

Р.,

Токи

короткого

замыкания

в

практике эк

19.

 

Р ю д е н б е р г

плуатации крупных электростанций,

 

Гостехиздат.

1930.

 

 

 

 

 

240

20.

Р ю д е н б е р г

Р., Явления

неустановившегося режима

в элек­

трических установках, ГНТИ, 1931.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21.

P a r k . R.

 

Н ., Definition

of an

ideal synchronous

machine

and

formula

for the

armature flux linkages,

Gen. El. Rev., 1928, v. 6 , p. 332.

22.

P a r k

 

R.

 

H. , R o b e r t s o n

В. 1., The

reactances

of

syn­

chronous

machines,

Trans. AIEE,

1928, 47,

p. 514.

 

 

machines,

23.

P a r k

 

R.

 

H. , Two-reaction

theory

of

synchronous

p. I, Trans. AIEE,

 

1929. v.48,

p. 716.

 

 

 

 

 

 

 

 

p. II,

24.

P a r k

 

R.

H. ,

Two-reaction

theory of synchronous machines,

Trans. AIEE, 1933. v.52, p.352.

 

of

tensors

to

the analysis

of

rotating

25.

K r o n

 

G .,

 

The application

 

electrical, machinery, Gen. El. Rev.,

1938,

p. I — XVI.

 

 

Wilev,

26.

Kr o n

 

G.,

 

Tensor

analysis

of

networks,

New York,

1939.

K r o n

 

G.,

 

The application

 

of

tensors

to

the

analysis

of rotating

27.

 

 

 

electrical machinery,

Gen. El. Rev.,

1942.

 

 

 

 

 

 

 

 

28.

K r o n

 

G. ,

 

A

short

course

in

tensor

analysis

for electrical

engi'

neers, New York, Wiley, 1942.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29.

K r o n

 

G .,

 

Equivalent

circuits

of

electrical

machinery,

New

York, Wiley,

1951.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30.

К р о н

 

Г.,

 

Применение тензорного анализа в электротехнике.

Госэнергоиздат,

1955.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31.

Ku Y. Н. ,

Transient

aualysis

 

of

alternating

current machi­

nery, Trans. AIEE,

 

1929, v. 48, p. 707.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32.

K u

Y.

H. ,

C h u

T.

S.,

H s u

F . ,

Y en

C ., S u n S . S.„

Studies of concatenation of induction motors, Science Reports, Thing Hua, University, Peiping, China, Series A. V. 3, 1935—1936 and v. 4, 1940.

33. К и Y. H ., Application of the two-reaction theory to threephase induction machines, Engineering Quarterly, Thing Hua University, Peiping, China, 1937, v. 1.

34. К и Y. H ., Transient analysis of rotating machines and sta­

tionary networks by means of rotating reference frames, Trans. AIEE.

1951, v. 70, p. 943.

 

 

 

 

 

35.

К и

Y.

H .,

Rotating-field

theory and general analysis of

synchronous

and

induction machines,

Proc. IE E ,

p. II, Power

Enginee­

ring, 1953, Febr.,p.

410.

 

 

 

 

36.

D o h e r t y

R. E. ,

N i c k l e C. A.,

Synchronous

machines,

a.II, An extension of Blondel’s two-reaction theory, Trans. AIEE,. June 1926, 45, p. 321, 912, 927.

37. D o h e r t y R. E. , N c k l e C. A., Synchronous machines III, Torque-angle characteristics under transient conditions, Trans. AIEE, 1927, 46, p. I.

38. D o h e r t y R. E., N i c k l e C. A., Synchronous machines IV, Single-phase short circuits, Trans. AIEE, 1928, 47, p. 457.

39. D o h e r t y R. E., N i c k l e C. A ., Synchronous machines V, Three-phase short circuits, Trans. AIEE, 1930, 49, p. 700.

40. C r a r y S. B. a n d W a r i n g M. L., Torque-angle characte-

241

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ