- •Машины постоянного тока…
- •4.2 Типовые режимы.
- •4.2.1 Типовой режим s1 - продолжительный режим.
- •5. Магнитная цепь машин постоянного тока.
- •7.Реакция якоря при смещённых с геометрической нейтрали щётках.
- •6.Реакция якоря при установленных на геометрическую нейтраль щётках.
- •8.Электромагнитный момент, развиваемый якорем машины постоянного тока.
- •9.Причины искрения под щёткой в машинах постоянного тока.
- •10.Прямолинейная коммутация.
- •11.Характеристики генератора независимого возбуждения.
- •12.Самовозбуждение генератора параллельного возбуждения.
- •13.Характеристики генератора смешанного возбуждения.
- •14.Потери и кпд двигателя постоянного тока.
- •16.Характеристики двигателя последовательного возбуждения.
- •15.Характеристики двигателя параллельного возбуждения.
- •17.Характеристики двигателя смешанного возбуждения.
- •18.Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока.
- •19.Пуск двигателей постоянного тока: прямое включение, от вспомогательного преобразователя и с помощью пускового реостата.
- •20.Торможение двигателей постоянного тока.
- •Синхронные машины переменного тока.
- •22.Образование вращающегося магнитного поля при двухфазной и трёхфазной системе.
- •23.Мдс обмоток синхронных машин переменного тока.
- •24.Принципы выполнения и схемы обмоток машин переменного тока.
- •25.Назначение синхронного генератора и двигателя.
- •1. Электродвигатели постоянного тока, с якорем на постоянных магнитах;
- •26.Способы возбуждения синхронных машин.
- •27.Преимущества и недостатки синхронного двигателя.
- •2. Асинхронный пуск двигателя.
- •28. Реакция якоря синхронного генератора при активной, индуктивной, ёмкостной и смешанной нагрузках.
- •29.Магнитные потоки и эдс синхронного генератора.
- •1. Намагничивающая сила обмотки возбуждения f/ создает магнитный поток возбуждения Фу, который индуктирует в обмотке статора основную эдс генератора е0.
- •30.Холостой ход синхронного генератора.
- •31.Параллельная работа синхронного генератора с сетью.
- •1. Точная;
- •2. Грубая;
- •3. Самосинхронизация.
- •32.Электромагнитная мощность синхронной машины.
- •33.Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного генератора.
- •34.Внезапное короткое замыкание синхронного генератора.
- •1. Механические и термические повреждения электрооборудования.
- •2. Асинхронный пуск двигателя.
- •1. Пуск с помощью вспомогательного двигателя.
- •2. Асинхронный пуск двигателя.
- •1. Пуск с помощью вспомогательного двигателя.
- •2. Асинхронный пуск двигателя.
- •1. Намагничивающая сила обмотки возбуждения f/ создает магнитный поток возбуждения Фу, который индуктирует в обмотке статора основную эдс двигателя е0.
- •Асинхронные машины переменного тока.
- •37.Конструкция асинхронного двигателя.
- •2.8/1.8 А – отношение максимального тока к номинальному
- •1360 R/min – номинальная частота вращения, об/мин
- •Ip54 – степень защиты.
- •38.Работа асинхронной машины при вращающемся роторе.
- •2О если под действием спускаемого груза раскрутить ротор до скорости больше синхронной, то машина перейдет в генераторный режим
- •3Ежим противовключения, рис. 106.
- •39.Асинхронная машина с неподвижным ротором.
- •40.Переход от реального асинхронного двигателя к схеме замещения.
- •41.Анализ т-образной схемы замещения асинхронного двигателя.
- •42.Анализ г-образной схемы замещения асинхронного двигателя.
- •43.Потери асинхронного двигателя и кпд асинхронного двигателя.
- •44.Векторная диаграмма асинхронного двигателя.
- •47.Электромагнитная мощность и момент асинхронного двигателя.
- •48.Механическая характеристика при изменениях напряжения и сопротивления ротора.
- •1. При изменении подводимого к двигателю напряжения изменяется момент, т. К. Он пропорционален квадрату напряжения.
- •49.Паразитные моменты асинхронного двигателя.
- •50.Рабочие характеристики асинхронного двигателя.
- •51.Экспериментальное получение рабочих характеристик асинхронного двигателя.
- •52.Аналитический метод расчёта рабочих характеристик асинхронного двигателя.
- •53.Расчётно-графический метод определения рабочих характеристик асинхронного двигателя.
- •54.Пуск трёхфазного асинхронного двигателя.
- •1Вигатели с двойной «беличьей» клеткой.
- •2Лубокопазные двигатели.
- •55.Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя: изменением p, f, s.
- •1.Частотное регулирование.
- •2. Изменение числа пар полюсов.
- •3. Изменение питающего напряжения
- •4.Изменение активного сопротивления цепи ротора.
- •57.Однофазные асинхронные двигатели.
- •56.Работа асинхронного двигателя при некачественной электроэнергии.
- •58.Использование трёхфазного асинхронного двигателя в режиме однофазного.
- •Трансформаторы.
- •60.Режим холостого хода трансформатора и принцип его работы.
- •61.Работа трансформатора под нагрузкой.
- •62.Приведение чисел витков обмоток и векторная диаграмма трансформатора.
- •63.Схема замещения трансформатора.
- •2.28. Схема замещения трансформатора.
- •64.Определение параметров схемы замещения трансформатора.
- •65.Опыт холостого хода трансформатора.
- •66.Опыт короткого замыкания трансформатора.
- •67.Потери и кпд трансформатора, энергетическая диаграмма.
- •68.Изменение вторичного напряжения трансформатора от степени и характера его загрузки.
- •69.Регулирование вторичного напряжения трансформатора.
- •1) Стабилизация вторичного напряжения при незначительном (на 5 — 10%) изменении первичного напряжения, что происходит обычно из-за падения напряжения в линии;
- •2) Регулирование вторичного напряжения (из-за особенностей технологического процесса) в широких пределах при неизменном (или мало изменяющемся) первичном напряжении.
- •Обозначения начал и концов обмоток трансформатора
- •71.Группы соединений обмоток.
- •72. Параллельная работа трансформаторов.
- •2. Напряжения короткого замыкания uк, указываемые на заводских табличках трансформаторов, должны быть также равны; при параллельной работе трансформаторов допускают отклонения в пределах ±10 %.
- •3. Мощности параллельно работающих трансформаторов не должны значительно отличаться одна от другой. Допускается различие мощностей не больше чем в 3 раза.
- •5. Обмотки фаз трансформаторов, включенных для параллельной работы, должны совпадать, т. Е. Одинаково обозначенные выводы обмоток фаз должны быть присоединены к одной, а не к разным шинам.
- •73.Работа трёхфазных трансформаторов со схемами обмоток y/Yн, д/Yн,y/Zн при несимметричной нагрузке.
- •74.Специальные трансформаторы.
- •75.Переходной процесс при коротком замыкании трансформатора.
- •76.Переходной процесс при включении трансформатора.
- •1) Явление сверхтоков;
- •2) Явление перенапряжений.
- •1) В холостую;
- •2) При коротком замыкании.
34.Внезапное короткое замыкание синхронного генератора.
Внезапное короткое замыкание генератора. Процессы, возникающие в синхронных машинах при переходных режимах, например при внезапном коротком замыкании или резком изменении нагрузки, весьма сложны, что вызывает значительные трудности при их точном количественном расчете. Однако поведение синхронной машины при указанных режимах имеет очень большое практическое значение, так как переходные процессы могут вызвать повреждение машины, а следовательно, и значительные убытки, связанные с перерывом энергоснабжения объектов, получающих питание от генератора, или прекращением работы электроприводов с синхронными двигателями. Поэтому необходимо иметь общее представление о физических процессах, возникающих при переходных режимах, и установить хотя бы приближенно значение аварийных токов, возникающих при коротком замыкании.
Рассмотрим трехфазное короткое замыкание явнополюсного синхронного генератора, работавшего предварительно в режиме холостого хода. Осциллограммы тока якоря iк в одной из фаз генератора, тока возбуждения iв и тока iд в демпферной обмотке показаны на рис. 6.56. Ток якоря iк при переходном процессе имеет периодическую и апериодическую составляющие:
iк = iк.п + iк.а. (6.53).
Рис. 6.56. Графики изменения токов в обмотках
якоря (а), возбуждения (б) и демпферной (в) при
коротком замыкании.
При коротком замыкании генератора с течением времени постепенно уменьшается амплитуда периодической составляющей тока генератора (рис. 6.57), в итоге она становится равной амплитуде установившегося тока короткого замыкания:
Iкm = √2Е0 /Xd = Em /Xd . (6.54)
Рис. 6.57. График изменения тока в обмотке якоря при коротком замыкании.
Переходные процессы в синхронном генераторе при внезапном коротком замыкании.
Переходный ток в обмотке возбуждения имеет максимум в начальный период короткого замыкания и постепенно затухает, уменьшаясь до установившегося значения тока, предшествующего короткому замыканию. В соответствии с этим снижаются поток Фрез и амплитуда периодической составляющей тока короткого замыкания. Наибольшее значение этой амплитуды
I' уст m = Em /X'd.(6.55)
где X'd — продольное переходное индуктивное сопротивление обмотки якоря; обычно значение его в относительных единицах X'd* = 0,2 ÷ 0,5.
Переходная постоянная времени Т'd = 0,4 ÷ 3,0 с, определяющая затухание тока iк.п , зависит не только от параметров обмотки якоря, но и главным образом от параметров обмотки возбуждения. Если машина имеет демпферную обмотку, то в ней также возникает переходный ток, замедляющий уменьшение результирующего потока. При этом амплитуда тока к. з. больше, чем при отсутствии демпферной обмотки
I' уст m = Ет /Х"» , (6.57)
где X"» — сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси; обычно X"»* = 0,12 ÷ 0,35. Затухание тока якоря определяется сверхпереходной постоянной времени Т"» = 0,03 ÷ 0,15 с, которая зависит в основном от параметров демпферной обмотки. С учетом этого периодическая составляющая тока к. з.
Сверхпереходное и переходное сопротивление синхронного генератора.
Приближенные значения сверхпереходной ЭДС и сверхпереходного сопротивления даны в табл. 2.2.
Тип машины |
|
|
Синхронный компенсатор |
1,2 |
0,16 |
Синхронный двигатель |
1,1 |
0,2 |
Асинхронный двигатель |
0,9 |
0,2 |
Обобщенная нагрузка |
0,85 |
0,35 |
Переходное индуктивное сопротивление по продольной оси (насыщенное значение) не более 04 для турбогенераторов ел -–3000 об / мин и не более 05 для турбогенераторов с л 1500 об / мин.
Переходное индуктивное сопротивление по продольной оси подобно синхронному индуктивному сопротивлению по этой оси может быть измерено при
ЭДС за переходным индуктивным сопротивлением остается постоянной.
У большинства неявнополюсных машин значения переходных индуктивных сопротивлений по обеим осям ( x d и х) очень близки друг к другу.
Вследствие этого электродвижущая сила синхронного генератора за переходным индуктивным сопротивлением e d, пропорциональная результирующим потокосцеплениям обмотки возбуждения, не может измениться мгновенно и в начальный момент нарушения режима генератора остается неизменной.
Для выполнения этих требований генераторы снабжены мощной демпферной клеткой, переходное индуктивное сопротивление по продольной оси x d находится в пределах ОД. Тем не менее в генераторах наблюдаются высокие провалы напряжения. Это объясняется низким быстродействием регуляторов напряжения на магнитных усилителях и большой постоянной времени обмотки возбуждения возбудителя. Даже применение тиристорных и транзисторных регуляторов не позволяет полностью решить эту проблему, особенно при питании импульсных нагрузок. В результате для питания мощных радиолокационных станций приходится вводить восьмикратный запас по мощности. И в этом случае система гармонического компаундирования позволяет решить эту проблему. Во-первых, мощность гармонической обмотки прямо пропорциональна величине и коэффициенту мощности нагрузки и использует энергию, которая идет в генераторе на потери.
Синхронные индуктивные сопротивления по продольной и поперечной оси ( xd, xq) переходные индуктивные сопротивления x d, x q, сверхпереходные индуктивные сопротивления x d, x q и соответствующие постоянные времени обмоток могут быть определены в соответствии с рекомендациями МЭК ( первое дополнение к публикации 34 -–4, часть 4) по частотным характеристикам. ГОСТ 10169 -–77 также предполагает определение параметров по частотным характеристикам, полученным из опыта, при котором обмотка якоря при неподвижном роторе подключается к источнику напряжения переменной частоты.
Последствия короткого замыкания.
Последствия коротких замыканий.
При возникновении коротких замыканий в системе электроснабжения ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима, а это вызывает снижение напряжения отдельных точек системы электроснабжения, которое особенно велико вблизи места короткого замыкания.
В зависимости от места возникновения и продолжительности повреждения его последствия могут иметь местный характер или отражаться на всей системе электроснабжения.
При большой удаленности короткого замыкания величина тока короткого замыкания может составлять лишь незначительную часть номинального тока питающих генераторов и возникновение такого короткого замыкания воспринимается ими как небольшое увеличение нагрузки. Сильное снижение напряжения получается только вблизи места короткого замыкания, в то время как в других точках системы электроснабжения это снижение менее заметно. Следовательно, при рассматриваемых условиях опасные последствия короткого замыкания проявляются лишь в ближайших к месту аварии частях системы электроснабжения.
Ток короткого замыкания, являясь даже малым по сравнению с номинальным током генераторов, обычно во много раз превышает номинальный ток ветви, где произошло короткое замыкание. Поэтому и при кратковременном протекании тока короткого замыкания он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого.
Токи короткого замыкания вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начале процесса короткого замыкания, когда ток достигает максимального значения. При недостаточной прочности проводников и их креплений могут иметь место разрушения механического характера.
Внезапное глубокое снижение напряжения при коротком замыкании отражается на работе потребителей. В первую очередь это касается двигателей, так как даже при кратковременном понижении напряжения на 30-40% они могут остановиться (происходит опрокидывание двигателей). Опрокидывание двигателей тяжело отражается на работе промышленного предприятия, так как для восстановления нормального производственного процесса требуется длительное время и неожиданная остановка двигателей может вызвать брак продукции предприятия.
Таким образом, последствия коротких замыканий следующие: