28.2. См с успокоительной обмоткой

Все генераторы по своей природе имеют у.о. У гидрогенераторов устанавливают отдельные специальные у.о., а у турбогенераторов роль у.о. выполняет тело ротора. До КЗ картина магнитных полей генератора с у.о. та же, что и для генератора без у.о. В момент КЗ возрастает реакция статора на ротор на величину ΔФ_аdи тогда

или через приращения потокосцеплений имеем

_{Это же равенство можно представить, как}

_{где - приращения токов соответственно в обмотке возбуждения и успокоительной обмотке, приведенные к току статора, а}

Здесь

-индуктивность рассеивания успокоительной обмотки.

Так как Фfрез=const, то потокосцепление, связанное со статором может быть определено:

где - коэффициент рассеяния успокоительной обмотки.

С другой стороны при изменении режима, поэтому если проделать все те же выкладки, что и для СМ без коэффициента рассеивания у.о., но с учетом коэффициента рассеяния обмотки возбуждения σ_f и у.о. - σ_d, то мы получим величину , связанную с его сопротивлением в начальный момент п.п.

_{, где}

- сверхпереходная реактивность по продольной оси СМ. Она определяется как

.

Таким образом за все время п.п. СМ, имеющая успокоительную обмотку, проходит 3 стадии:

- cверхпереходный режим, характеризуемый значениями ЭДС и сопротивлением соответственно -

- переходной режим с параметрами

- установившийся режим с параметрами

_{Индекс “q“ в дальнейшем можно опустить.}

29. Параметры синхронной машины

1. ЭДС синхронной машины.

Значение ЭДС для всех стадий п.п. можно получить из упрощенной векторной диаграммы СМ (Рис.39)

Рис.39

В практических расчетах иногда пользуются упрощенными формулами:

2. Индуктивности синхронной машины могут быть определены из следующей схемы замещения генератора:

_{3. Постоянные времени затухания:}

_{1) постоянная времени в обмотке статора:}

где Rсm, Xсm- активное и индуктивное сопротивления обмотки статора генератора;

X и R – индуктивное и активное сопротивления от выводов СМ до точки КЗ.

_{2) Постоянная времени затухания свободных токов переходного процесса:}

_{где Тf – постоянная времени обмотки возбуждения;}

_{Rf ,Xf –активное и реактивное сопротивление обмотки возбуждения.}

3) Постоянная времени затухания сверхпереходного процесса в у.о.

Rс, Xс - активное и индуктивное сопротивления успокоительной обмотки.

30. Переходной процесс в см без успокоительной обмотки

_{П.п. будем рассматривать в предположении, что СМ работает отдельно от других источников питания (ип). Внешняя цепь статора при внезапном КЗ характеризуется некоторым постоянным индуктивным сопротивлением. В нормальном режиме в роторе протекает постоянная составляющая тока обмотки возбуждения If. Эта составляющая наводит в обмотке статора периодически изменяющийся ток. При внезапном КЗ на увеличение потока реакции статора Фаd, а соответственно и тока в статоре, ротор отвечает увеличением тока возбуждения If на величину Δ If, которая из-за потерь в роторе будет затухать с постоянной времени Тd′. Периодическая слагающая тока статора iпсвсоответствует апериодической слагающей тока обмотки возбуждения if св; в то же время апериодическая слагающая тока статора iа свобуславливает периодическую слагающую тока обмотки возбуждения if псв, а последняя вследствие несимметрии ротора-вторую гармонику тока статора i2w. Постоянная времени Td′, как правило, значительно больше}Для большей наглядности кривых основная частота тока резко сокращена. На рис. 40 приведены кривые изменения токов статора и ротора при внезапном КЗ СГ, предварительно работающего на холостом ходу.

_{Рис.40. Переходный процесс в СМ без успокоительных (демпферных) обмоток.}

_{При внезапном КЗ в обмотке статора будет протекать ток из 2-х составляющих: периодической и апериодической.}

_{Определим периодическую составляющую тока КЗ}

Определим апериодическую составляющую тока КЗ

_{Для определения начального значения апериодической составляющей рассмотрим момент времени t=0, когда i(0)=0}

Запишем закон изменения полного тока

, где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей

_{Х2 – сопротивление обратной последовательности генератора.}

_{Rcm – активное сопротивление обмотки статора.}

_{Из выражения для i(t) следует, что при внезапном КЗ СМ без у.о. имеется две апериодические составляющие, одна из них изменяется по периодическому закону, а вторая по экспоненциальному закону. Т.о., переходной процесс состоит из 2-х режимов переходного и установившегося. П.п. заканчивается тогда, когда затухнут свободные токи в обмотке возбуждения. Ток ротора для таких генераторов будет состоять из 3-х составляющих:}

_.