71. Переходные э. Д. С. И реактивности синхронной ма­шины.

Обратимся к синхронной явнополюсной машине без демпферных (успокоительных) обмоток. При КЗ в статорной цепи возникает переходный процесс, приводящий к изменению токов и напряжений предшествующего режима. Выясним, какими ЭДС и реактивностями можно характеризовать синхронную машину в начальный момент переходного процесса с целью расчета периодической составляющей тока КЗ для .

Постановка задачи обусловлена тем, что синхронная ЭДС ( ), характеризующая машину в установившемся режиме, в момент КЗ скачкообразно изменяется. В силу этого она неизвестна и неприемлема для расчета переходного режима, равным образом как ии, связанные с.

Для решения поставленной задачи обратимся к балансу магнитных потоков в продольной оси ( ) синхронной машины для нормального нагрузочного режима (рис. 4.4,а). В указанной оси взаимодействуют две магнитосвязанные обмотки: обмотка возбуждения и обмотка статора.

В режиме холостого хода ток обмотки возбуждения   создает магнитный поток, состоящий изпотока рассеяния ротора  иполезного потока  :

(4.5)

где:   – реактивность рассеяния обмотки возбуждения;

 – индуктивное сопротивление реакции статора по оси  ;

  – полная индуктивность обмотки возбуждения.

Полезный поток  при вращении ротора обуславливает в статоре синхронную ЭДС, которые в системе относительных единиц одинаковы:

В ненасыщенной машине поток  составляет некоторую постоянную долю потока, которая характеризуетсякоэффициентом рассеяния обмотки возбуждения

(4.6)

В нагрузочном режиме продольная составляющая тока статора  создает поток реакции статора, который пронизывает обмотку возбуждения. В соответствии с этим полное потокосцепление обмотки возбуждения в нагрузочном режиме определяется выражением:

(4.7)

Согласно принципа Ленца при внезапном изменении режима магнитосвязанных контуров результирующее потокосцепление обмотки возбуждения остается неизменным. Физически это означает, что в начальный момент КЗ потокииможно представить как их значения в нормальном режиме () плюс соответствующие им приращенияи. Однако приращения потоков компенсируют друг друга, т.е.

оставляя неизменным значение  , согласно выражения (4.7).

Для решения ранее сформулированной задачи используем неизменность . Зная коэффициент рассеяния, выделим ту часть, которая связана со статором

(4.8)

Именно это потокосцепление  и обусловленная им ЭДС в обмотке статорасохраняют в начальный момент переходного процесса свое предшествующее значение.

Придадим выражению (4.8) более наглядный вид:

В окончательной форме поперечная переходная ЭДС  запишется так:

(4.9)

где:

(4.10)

– продольная переходная реактивность; приводиться в паспортных данных машины;

  – реактивность рассеяния статорной обмотки.

Начальное значение   определяется выражением (4.9) по параметрами, с которыми работала машина до нарушения режима.