49 . Гашение магнитного поля

• При внутренних повреждениях электрической машины единственным средством уменьшения тока машины является ее развозбуждение или, иначе говоря, гашение ее магнитного поля. Сложность этой задачи обусловлена большим запасом электромаг­нитной энергии обмотки возбуждения. Разрыв цепи возбуждения опасен, так как вызывает большие перенапряжения, которые могут привести к пробою изоляции обмотки. Поэтому гашение поля осуществляют переключением обмотки возбуждения на активное сопротивление (на встречно направленную ЭДС), называемое разрядным. Аппарат, осуществляющий эту операцию, называют автоматом гашения поля (АГП).

• Принципиальная схема АГП показана на рис. 2.18, 6. Контакты 2 в нормальном режиме замкнуты, контакты 1-разомкнуты. Для гашения поля обмотки возбуждения вначале замыкаются контаты 1, а затем размыкаются контакты 2. Без учета демпферных обмоток и при разомкнутом статоре ток в обмотке возбуждения будет затухать в соответствии с выражением

• ,

• где . Напряжение на обмоток возбуждения U_f пропорционально току i_f; Действие контактов 1 и 2 можно считать одновременным. Тогда максимальное напряжение на обмотке возбуждения достигается в момент времени t=0:

• 

• Для ускорения гашения поля нужно увеличить разряд сопротивление R. Но по условию допустимого повышения напряжения величину R выбирают в пределах от 3 до 5 R_f. Если вместо разрядного сопротивления включать нелинейный резистор, сопротивление которого обратно пропорционально току, процесс будет протекать по линейному закону, что ускорит гашение. Taким сопротивлением в современных АГП обладает дуга, образующаяся деионной (дугогасящей) решетке автомата.

• 

• Рис. 2.18. Гашение поля синхронной машины:

• а - кривые напряжения и тока обмотки возбуждения;

• (> - принципиальная схема ЛГП

50. Методика и алгоритм расчёта несимметричных электромагнитных переходных процессов в электрических системах. (Метод симметричных составляющих применяется для решения задач, возникающих при анализе несимметричных КЗ).

• Основные положения метода симметричных составляющих.

1. Любую несимметричную систему токов можно разложить на три симметричные, называемые системами прямой, обратной и нулевой последовательностей («симметричные составляющие»). Симметричная система токов прямой последовательности (рис. 1, а) представляет собой три одинаковых вектора, расположенных под углом 120°, вращающихся против часовой стрелки с соблюдением нормального чередования фаз: А – В – С. Соотношения между фазными значениями устанавливаются с помощью оператора a=e^J¹²º, откуда (т.е. IC1 повернуть на 120° против часовой стрелки). Симметричная система токов обратной последовательности (рис. 1, б) это аналог прямой последовательности, но вращающихся против часовой стрёлки векторов так, что соблюдается обратное чередование фаз: А–С–В. Связь токов фаз В и С с током фазы А: Симметричная система токов нулевой последовательности (рис. 1, в) это система трёх переменных токов, совпадающих по фазе и имеющих одинаковую амплитуду. При их появлении в сети означает возникновение в ней несимметричного замыкания на землю. Эта несимметричная система токов допускает только одно разложение на симметричные составляющие: IA=IA1+IA2+IA0, IB=a²IA1+aIA2+IA0, IC=aIA1+a²IA2+IA0. При заданных ,,то искомые:

2. В трёхфазной цепи в месте КЗ наряду с напряжениями прямой последовательности возникают напряжения обратной и нулевой последовательностей. В ветвях схемы вместе с токами прямой последовательности начинают циркулировать токи обратной и нулевой последовательностей.

Рассмотрим схему электрической системы, показанную на рис. 2.( Замыкание на землю фазВ и С в двух точках сети, питаемой с двух сторон), для участка 1-

для участка 2- для участка3- т.е. ток нулевой последовательности, определяемый по выражению (IA0), циркулирует только на участке 2. Для участков 1 и 2 можно записать следующие соотношения:где (IЗ) – ток в земле. Отсюда-

Токи нулевой последовательности участка2 с учётом (IA0 ) будут определены по формуле Схема циркуляции токов нулевой последовательности показана на рис. 3. Для нее необходимы два допущения: а) ток в земле составляет с токами нулевой последовательности проводов замкнутый контур; б) в точке КЗ не один, а все три провода соединены с землей.

3. В симметричных электрических системах токи и напряжения схем отдельных последовательностей могут рассматриваться независимо друг от друга и быть связаны между собой законами Ома и Кирхгофа.

4. Элементы трёхфазной сети для токов прямой, обратной и нулевой последовательностей имеют неодинаковые сопротивления. ЭДС генераторов симметричны, т.е. не содержат обратной и нулевой составляющих. Т.е. а) в электрических системах существуют только ЭДС прямой последовательности; б) токи обратной и нулевой последовательностей определяются только напряжениями в точке КЗ.

5. Между системами трёх симметричных составляющих всегда существует связь, задаваемая условиями короткого замыкания.