26. Режимы работы генератора с арв при установившемся к.З.

Рассмотрим радиальную схему с одним источником питания, причем, предполагается, что генератор снабжен системой АРВ. В настоящее время находят применение: ионные, тиристорные, полупроводниковые, электромашинные. Задачу будем исследовать, предполагая, что генератор снабжен электромашинной системой возбуждения.

Схема замещения:

Данную схему приведем после преобразования к такой:

Причем, очевидно, что

Представим эту схему с системой АРВ:

При к.з. и при снижении напряжения на зажимах генератора через систему АРВ поступает дополнительный ток i_р , совпадающий по направлению с i_bb. Это приводит к увеличению напряжения на зажимах возбудителя и соответственно, возрастает ток возбуждения i_f до такой величины, чтобы скомпенсировать снижение напряжения.

При увеличении напряжения дополнительный ток i_р имеет противоположное направление, что вызывает уменьшение напряжения на зажимах.

Очевидно, что чем ближе к источнику питания к.з., тем выше будет снижение напряжения и тем больший требуется ток возбуждения i_f.

При к.з. на зажимах генератора напряжение равно нулю, а возбуждение достигает своего предельного значения, которое обусловлено конструкцией самого возбудителя. Обычно это предельное значение равно:

На основании всего сказанного можно построить диаграмму распределения и i_в в зависимости от удаленности к.з.

Таким образом, мы можем выделить тир режима:

I режим - ,

Это режим носит название режима предельного возбуждения

II режим - , ,

Это режим - номинального напряжения

III режим - , ,

Это - критический режим

27. Методы расчета установившегося тока к.З. В сложной эс

Изученные графические и аналитические методы расчета относились к простой схеме с одним источником питания. Рассмотрим как следует вести расчет в электрической системе с n - генератора. При этом следует иметь в виду. Что генераторы снабжены АРВ и могут работать либо в режиме предельного возбуждения, либо в режиме нормального напряжения. В зависимости от этого и схема замещения будет соответствовать эти режимам.

Воспользуемся синхронной ЭДС E_q и сопротивлением x_d:

Разделяющим оба эти режима является критический режим.

Рассмотрим с какими параметрами следует вносить генератор в схему замещения в зависимости от режима.

II режим :

Допустим. что установили, что генератор работает в I-ом режиме.

II режим:

В этом режиме генератор с его параметрами (Е и х ) можно в схему не вносить, т.к. известно, что на зажимах его будет номинальное напряжение.

Введем критерий определения режима работы генератора. Для этого рассмотрим критический режим.

Критический режим:

Из этой схемы несложно определить величины и х_кр ( будем использовать синхронную ЭДС ):

Т.о. генератор будет работать:

-

Для системы с одним

генератором

в режиме предельного возбуждения, если

,

- в режиме нормального напряжения, если

Но как определить в каком режиме работает каждый генератор в электрической системе? Для этого используем метод последовательных приближений. Покажем на примерах как следует проводить расчет в этом случае.

Пусть дана система:

I _i - ток в генераторе i при установившемся режиме к.з.

Поступаем следующим образом.

Задаемся режимом генератора. Считаем, что генераторы, которые расположены ближе к месту к.з. работают в режиме предельного возбуждения, остальные - в режиме нормального напряжения. Для данной электрической системы примем , что генератор Г₁ работает в режиме предельного возбуждения, генераторы Г₂ и Г₃ - в режиме нормального напряжения.

Составим схему замещения.

Рассчитываем режим, определяем токи и сопоставляем их с .

При - генератор работает в режиме предельного возбуждения. - в режиме нормального напряжения.

С учетом этого составляем новую схему в которой генераторы вносятся в соответствии со своим режимом и т.д. до тех пор, пока режимы предыдущей и последующей итерации не будут совпадать.

Общие замечания.

Рассмотрим начальный период переходного процесса синхронной машины.

0. Т.к. поставленная задача рассматривает лишь начальный момент, вращение ротора и обусловленное этим изменение индуктивностей машины не играют роли. Другими словами, в данном случае машину можно рассматривать как трансформатор с воздушным зазором.

1. Исследование будем вести на основе принципа сохранения первоначального потокораспределения. В этом случае, т.к. магнитный поток, сцепленный с ротором, в момент внезапного нарушения режима сохраняется неизменным, то соответствующая ему ЭДС, наведенная в статоре в тот же момент остается неизменной.

Установим теперь, какими ЭДС и реактивностями можно характеризовать синхронную машину в начальный момент переходного процесса. При этом все величины ротора будем считать приведенными к статору и эти величины, как и все величины статора, выражены в относительных единицах.

Ранее мы оперировали только с Z, Y, I, S и находили их относительные значения. Теперь рассмотрим, как изображаются другие электрические параметры в относительных единицах.

0. Угловая скорость.

За базисную принимают синхронную угловую скорость , имеем

2. Индуктивность.

т.е. относительное значение индуктивности по величине равно относительному значению сопротивления.

3. Потокосцепление.

4. ЭДС. (при синхронной скорости )

т.е.