Номинальное изменение напряжения синхронного генератора

At/_H — это изменение напряжения на зажимах генератора (при его работе отдельно от других генераторов) при изменении нагрузки от номинального значения до нуля и при неизменном токе возбуждения.

Синхронные генераторы обычно рассчитываются для работы с номинальной нагрузкой при отстающем токе и cos ф = 0,8. Соглас-

Рис. 33-10. Внешние характеристики синхронных генераторов

Рис. 33-11. Регулировочные характеристики синхронных генераторов

но кривой 1 на рис. 33-10, при этом А[/_н>0. Величина А[/_а действующими ГОСТ не регламентируется. Обычно

Величина А(/_н у турбогенераторов больше, чем у тидрогенера-раторов, так как у первых x_d больше.

Регулировочная характеристика определяет зависимость i_f = =/ (/) при U = const, cos ф = const и / = const и показывает, как нужно регулировать ток возбуждения синхронного генератора, чтобы при изменении нагрузки его напряжение оставалось неизменным. По схеме рис. 33-5, б эта характеристика снимается следующим образом: изменяется ступенями активная мощность Р и при каждом значении Р величина i_f регулируется, так, что достигается cos ф = const. Ввиду изменения внутреннего падения напряжения в РТ одновременно с регулировкой if приходится также несколько регулировать напряжение РТ, чтобы поддержать U = — const. Вид регулировочных характеристик показан на рис. 33-11,

причем предполагается, что для всех изображенных там характеристик величина U одинакова.

Вид регулировочных характеристик также объясняется характером действия реакции якоря. При отстающем токе (кривая } на рис. 33-11) продольная реакция якоря является размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины Фв и U с увеличением / необходимо значительно увеличивать ток возбуждения if. При чисто активной нагрузке (кривая 2) размагничивающая продольная реакция якоря слабее и требуется меньшее увеличение if. При опережающем токе (кривая 3) продольная реакция якоря стремится уве-

личивать Фб и U, вследствие чего для сохранения U = const необходимо с увеличением / уменьшать if. Обычно cos ф_н = 0,8 (инд.), и поэтому при переходе от холостого хода (U = U_H; I — 0) к номинальной нагрузке (U — £/_н; / = /_н) необходимо значительно (до 1,7—2,2 раза) увеличить ток возбуждения. Это увеличение тем больше, чем больше x_d.

Нагрузочная характеристика определяет зависимость U = = f (if) при / = const, cos ф = const и / = const и показывает,, как изменяется напряжение генератора U с изменением тока возбуждения if при условии постоянства тока нагрузки / и cos ф. Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический интерес представляет так называемая индукционная нагрузочная характеристика (рис. 33-12, кривая 2), которая соответствует чисто индуктивной нагрузке генератора, когда cos ф = 0 (инд.). Обычно она снимается для

I — /_н. По схеме рис. 33-5, б индукционную нагрузочную характеристику можно снимать так: с помощью РТ ступенями изменяют U на зажимах генератора и одновременно регулируют if так, что достигается / = const. Вместе с тем при необходимости несколько регулируют величину момента приводного двигателя так, Чтобы cos ф = 0.

Векторная диаграмма синхронного генератора при cos ф = 0 (инд.) изображена на рис. 33-13, причем принято, что г_а = 0. Из этой диаграммы видно, что в режиме индукционной характеристики существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря (l_q — I cos i|) = 0; I_d = I sin гр = /). Поэтому индукционная характеристика (кривая 2 на рис. 33-12) идет ниже характеристики холостого хода (кривая /). Точка А на рис. 33-12 соответствует симметричному установившемуся короткому замыканию генератора при / = /„, когда U = 0 и также ij? = 90°. Так как -ф — §0°, то в режиме индукционной характеристики н. с. возбуждения и якоря складываются алгебраически, а!/_ни x_aat — арифметически (рис. 33-13).

Реактивный треугольник, или треугольник Потье. Реактивным треугольником синхронной машины называется Д СВА (рис. 33-12), вертикальный катет СВ которого равен Падению напряжения в со* противлении рассеяния якоря х_аа1_п, а горизонтальный катет СА равен н. с, реакции якоря в масштабе тока возбуждения k,_dI_u. Если известны: 1) ток возбуждения г_/к = ОА при коротком замыка-* нии и / — /_н, 2) сопротивление х_аа и 3) начальная прямолинейная часть х. х. х., то реактивный треугольник СВА нетрудно построить! как это следует из рис. 33-12. Составляющая ОС тока воз* буждения при коротком замыкании ОА индуктирует д. д. с. Ева = х_аа1_н, а другая составляющая этого тока СА компенсирует размагничивающее действие реакции якоря, и поэтому СА = к_ш1_ш.

Н. с. реакции якоря и x_aal_s в режиме индукционной характериЧ стики постоянны, так как х_в0 при / = const практически не зависть от величины результирующего потока в зазоре. Поэтому индукцией-' ную характеристику 2 (рис. 33-12) можно построить с помощь^ х. х. х. / и реактивного треугольника СВА, передвигая последний параллельно самому себе так, тчтобы его вершина В скользила по х. х. х. Тогда вершина А опишет характеристику 2. Одно из поло* жений этого треугольника {/\С'В'А' при U = 1/_И) показано на рис. 33-12, и справедливость указанного построения можно пояснить следующим образом.

Согласно кривой 2 на рис. 33-12, для получения (/„ = КА' при / = /_в и cos ф = 0 (йнд.) необходим ток возбуждения О/С. Составляющая t)K = С А' = С А этого тока компенсирует чисто, продольную размагничивающую реакцию якоря в этом режиме^

а составляющая OD = OK — DK должна индуктировать результирующую э. д. с. величиной

Из х. х. х. 1 (рис. 33-12) следует, что ток OD действительно индуктирует такую э. д. с.

Если х_аа и k_id неизвестны, то из изложенного следует, что с ло-мощью характеристик 1 к 2 (рис. 33-12)^ можно определить х_аа и величину л. с. реакции якоря. Действительно, при построении индукционной характеристики указанным выше образом вместо /\СВА можно было бы перемещать параллельно самому себе также /\ОВ'А'. Последний в рассматриваемом случае неизвестен, но известны его сторона О А = О'А' и £. АОВ = /. А'О^ГВ'. Отложив поэтому из некоторой точки А' характеристики 2 рис. 33-12 отрезок А'О' — — QA и проведя линию О'В' параллельно ОВ, найдем точку пересечения В' с кривой /. Опустив из точки В' вертикаль В'С, получим

а отрезок С А' определяет величину н. с. реакции якоря в масш* табе if.

Индуктивное сопротивление Потье. Опыт показывает, что опытная индукционная нагрузочная характеристика в действительности не вполне совпадает с характеристикой, построенной указанным выше о&разом с помощью х. х. х. и реактивного треугольника, а отклоняется от нее вправо тем больше, чем больше U (штриховая кривая на рис. 33-12). Причина этого заключается в том, что хотя для точки В' х. х. х. и точки А' индукционной характеристики величины э. д. с. Яа и потока Фа одинаковы, соответствующие токи возбуждения 0D и ОК неодинаковы. Так как OK > QD, то в режиме индукционной характеристики-поток рассеяния обмотки возбуждения больше, что вызывает увеличение насыщения полюсов и ярма индуктора. Поэтому при одинаковых £б в режиме индукционной характеристики в действительности необходимо увеличение if на некоторую величину А'А".

Вследствие изложенного при указанном выше методе определения Ход. вместо, отрезка А'С = С А в действительности откладывается отрезок А -С" — QA и находится отрезок С"В" > С В'. Поэтому вместо х_аа [см. равенство (33-14)] получим сопротивление

которое называется индуктивным сопротивлением Потье или расчетным индуктивным сопротивлением рассеяния обмотки якоря.

У неявнополюсных машин х_р «(1,05 -н 1,10) х_аа, а у явно-полюсных х_р«(1,1 -г- 1,3) лг_ста, причем величина *_р зависит также от расположения точки А" на индукционной характеристике. Сопротивление х_р используется при некоторых расчетах и построениях.

Потери и к. п. д. синхронных машин рассчитываются в главных чертах так же, как и у машин постоянного тока и асинхронных, причем в потери возбуждения включаются также потери в регулировочных реостатах и потери в возбудителе или в возбудительном агрегате. Значения к. п. д. для ряда гидро- и турбогенераторов приведены в табл. 19-2 и 19-3.

Дата добавления: 2015-07-18