- •Устройство и принцип действия.
- •Магнитное поле и параметры обмотки якоря
- •Продольная и поперечная реакция якоря.
- •Характеристики синхронных генераторов
- •Магнитные поля и параметры успокоительной обмотки
- •Характеристики синхронных генераторов. Характеристика холостого хода
- •Характеристика короткого замыкания
- •Опытное определение
- •Отношение короткого замыкания (о. К. З.).
- •Внешняя характеристика
- •Номинальное изменение напряжения синхронного генератора
- •Регулировочная характеристика
- •Нагрузочная характеристика
- •Общая характеристика переходных процессов синхронных машин
- •Гашение магнитного поля и переходные процессы в цепях индуктора Способы гашения поля.
- •Машина без успокоительной обмотки при разомкнутой обмотке якоря.
- •Условия синхронизации генераторов.
- •Синхронизация с помощью лампового синхроноскопа
- •Другие методы синхронизации.
- •Синхронные режимы параллельной работы синхронных машин
- •Изменение реактивной мощности. Режим синхронного компенсатора.
- •Изменение активной мощности. Режимы генератора и двигателя.
- •Работа синхронной машины при постоянной мощности и переменном возбуждении
- •Асинхронный режим невозбужденной синхронной машины
- •Схемы замещения и их параметры.
- •Асинхронный режим возбужденной синхронной машины
- •Самовозбуждение синхронной машины
- •Асинхронное самовозбуждение
- •Синхронные двигатели Применение синхронных двигателей.
- •Способы пуска синхронных двигателей.
- •Векторные диаграммы синхронных двигателей
- •Рабочие характеристики синхронного двигателя
- •Синхронные компенсаторы
- •Работа синхронных генераторов при несимметричной нагрузке
- •Потери энергии и нагрев ротора.
- •Вибрация.
- •Колебания синхронных машин
- •Вынужденные колебания
Нагрузочная характеристика
Нагрузочная характеристика определяет зависимость U = f(if) при I = const, cos = const и I = const и показывает, как изменяется напряжение генератора U с изменением тока возбуждения if при условии постоянства тока нагрузки I и cos .
Рис 1.
Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический интерес представляет так называемая индукционная нагрузочная характеристика (рис. 1, кривая 2), которая соответствует чисто индуктивной нагрузке генератора, когда cos = 0 (инд.).
Обычно она снимается для I=Iн. По схеме индукционную нагрузочную характеристику можно снимать так: с помощью РТ ступенями изменяют U на зажимах генератора и одновременно регулируют if так, что достигается I=const. Вместе с тем при необходимости несколько регулируют величину момента приводного двигателя так, чтобы cos = 0.
Векторная диаграмма синхронного генератора при cos = О (инд.) изображена на рис,
Рис.
причем принято, что ra= 0. Из этой диаграммы видно, что в режиме индукционной характеристики существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря
Так как = 90°, то в режиме индукционной характеристики и. с. возбуждения и якоря складываются алгебраически, a Uн и — арифметически (рис.).
Общая характеристика переходных процессов синхронных машин
При резких изменениях режима работы синхронной машины (наброс и сброс нагрузки, замыкание и размыкание электрических цепей обмоток, короткие замыкания в этих цепях и т. д.) возникают разнообразные переходные процессы. В современных энергетических системах работает совместно большое количество синхронных машин, причем мощности отдельных машин достигают 1,5 млн. кет.
Переходные процессы, возникающие в одной машине, могут оказать большое влияние на работу других машин и всей энергосистемы в целом, поскольку в этих машинах также возникают различные переходные процессы. Интенсивные переходные процессы нарушают работу энергосистемы в целом и могут вызвать серьезные аварии. Подобные аварии связаны с большими убытками, так как при них возможны повреждения дорогостоящего оборудования. Однако наибольшие убытки получаются в результате нарушения энергоснабжения крупных промышленных районов, когда недовырабатывается промышленная продукция.
По указанным причинам изучение переходных процессов синхронных машин имеет весьма большое практическое значение, так как позволяет правильно понимать эти процессы, предвидеть характер возможных аварий, принимать меры к предотвращению или ограничению действия аварий и быстрейшему устранению их последствий.
Следует отметить, что переходные процессы синхронных машин протекают весьма быстро, в течение нескольких секунд и даже долей секунды. Поэтому целенаправленные и согласованные действия эксплуатационного персонала энергетических систем в начальный и вместе с тем решающий период возникновения аварии невозможны. В связи с этим необходимо применять многочисленные и разнообразные средства автоматического управления и регулирования, чтобы воздействовать на возникшие переходные процессы в нужных направлениях. Для разработки таких средств, их изготовления, наладки и эксплуатации также необходимо изучение переходных процессов синхронной машины
Переходные процессы любого характера описываются дифференциальными уравнениями. Синхронные машины, как указывалось выше, имеют магнитную и электрическую несимметрию. Кроме того, обмотки якоря и индуктора связаны индуктивно и перемещаются относительно друг друга, а скорость вращения ротора в переходных режимах в общем случае непостоянна. В связи с этим дифференциальные уравнения синхронной машины имеют сложный вид. Кроме того, при совместной работе синхронных машин в энергетической системе необходимо учитывать их взаимное влияние друг на друга и ряд других факторов. По этим причинам строгая математическая теория переходных процессов синхронных машин весьма сложна и не укладывается в рамки данной книги..
Наиболее часто интенсивные переходные процессы в энергетических системах и синхронных машинах вызываются короткими замыканиями в электрических сетях и линиях электропередачи. Такие замыкания возникают по разным причинам (повреждение и пробой изоляции, атмосферные перенапряжения, замыкание проводов птицами, падение опор линий передачи, обрыв проводов и т. д.).
Короткие замыкания, которые возникают при нахождении сетей, линий передач и электрических машин под напряжением и развиваются весьма быстро, называются внезапными. Появляющиеся при этом переходные процессы во многих случаях весьма опасны. Кроме того, явления, возникающие при внезапных коротких замыканиях, во многих отношениях характерны и для других видов переходных процессов.
Все особенности процесса внезапного короткого замыкания можно установить при рассмотрении синхронного генератора, работающего на отдельную сеть.