28. Переходный процесс при внезапном кз в подвижных магнитосвязанных цепях

Когда известен магнитный поток, то фактически нам известна и ЭДС, наводимая этим потоком в данной обмотке. В тех случаях, когда рассматриваемый поток является функцией искомого тока, обусловленная им ЭДС обычно учитывается как равная и противоположная по знаку величина падения напряжения от протекания тока по соответствующему индуктивному сопротивлению машины.

Во всех дальнейших выкладках условимся считать:

- вследствие воздушного зазора между ротором и статором цепь обладает рассеянием;

- ЭДС СМ в течении п.п. изменяется по мере затухания свободных токов.

Установим, какими ЭДС и реактивностями можно характеризовать СМ в начальный момент переходного процесса.

28.1. См без успокоительной (демпферной) обмотки (у.О.)

До возникновения переходного процесса в СМ имеют место следующие потоки (Рис.37)

_Рис.37

Фf – поток обмотки возбуждения;

Фsf – поток рассеяния обмотки возбуждения;

Ф – поток воздушного зазора;

Фаd – магнитный поток преодоления реакции статора на ротор;

Фd – поток, полезносцепленный с обмоткой статора;

Фfрез – поток, полезносцепленный с обмоткой возбуждения или результирующий.

Обратимся к балансу магнитных потоков в продольной оси ротора С.М.

При отсутствии насыщения каждый из потоков и их отдельные составляющие можно рассматривать независимо друг от друга.

В нормальном режиме работы СМ магнитный поток обмотки возбуждения, который был бы при холостом ходе машины, состоит из потока рассеяния ротораи полезного потока. В свою очередь полезный потокявляется геометрической разностью потока в воздушном зазореи потока продольной реакции статора. Результирующий магнитный поток, сцепленный с обмоткой возбуждения, складывается из потока в воздушном зазореи потока рассеяния.

В момент нарушения режима при внезапном КЗ увеличивается магнитный поток реакции статора на ротор на величину Δ, т.к. в обмотке статора протекает ток КЗ,а не ток нагрузки. В ответ на эту реакцию увеличивается ток возбуждения и, следовательно, увеличивается поток обмотки возбуждения на Δ. Согласно закону Ленца баланс магнитных потоков в начальный момент не изменится, т.е.c увеличением потока обмотки возбуждения происхдит увеличение потока и соответственно поток в воздушном зазореуменьшается до. Вместе с тем потокостаётся неизменным, т.е.=const. В результате сумма приращений потоков

Соответствующие значения потокосцеплений  и  должны также компенсировать друг друга, т.е.

- сопротивление обмотки возбуждения; _с – ток статора.

-приведенное к статору приращение тока возбуждения.

Из (28.1) следует, что различие между приращением тока статора и приведенного к статору приращения тока возбуждения обусловлено лишь реактивностью рассеяния обмотки возбуждения.

В ненасыщенной машине поток рассеяния обмотки возбуждения составляет лишь некоторую постоянную долю от полного потока возбуждения, которая называется коэффициентом рассеяния обмотки возбуждения.

С увеличением потокапропорционально ему увеличивается поток, что приводит к уменьшению потокадо значения следовательно, в начальный момент короткого замыкания только поток сохраняет свое предшествующее значение. Если результирующее потокосцепление обмотки возбуждениярассматривать как потокосцепление на холостом ходу машины, то часть этого потокосцепления, связанная со статором, будет:

Зная потокосцепление_,полезносвязанное с обмоткой возбуждения, и коэффициент рассеяния обмотки возбуждения _f, можно определить ту часть потокосцепления, которая полезно связана с обмоткой статора. Причем, это потокосцепление обуславливает ЭДС статора, которая в начальный момент п.п. сохраняет свое предшествующее значение. Придадим выражению (28.3) более наглядный вид:

Т. к. при приведении параметров ротора к статору имеем:

Прибавим и отнимем в правой части формулы (28.5) выражение , получим:

- поперечная переходная ЭДС.

- называют продольной преходной реактивностью.

Таким образом, в начальный момент п.п. генератор без успокоительной обмотки характеризуется ЭДС , называемой поперечной переходной ЭДС и сопротивлением, называемым продольным переходным сопротивлением. Следовательно, в практических расчетах для определения начального значения тока КЗ, когда в схеме имеется генератор без у.о., его необходимо вводить в схему замещения своей переходной ЭДСи переходным сопротивлением, которое должно быть приведено к базисным условиям.

_{а) б)}

_Рис.38

величина задается в паспортных данных генератора и определяется опытным путем.