УГЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СГ

ДИСЦИПЛИНА «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ»
НАПРАВЛЕНИЕ ООП 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»
СТЕПЕНЬ – БАКАЛАВР
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г.
КУРС – 2 СЕМЕСТР – 4
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ – 5
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции – 27 час.
Лабораторные занятия– 27 час.
Практические занятия – 18 час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ – 72 час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА – 63 час.
ИТОГО – 135 час.
Лектор: Усачёва Татьяна Владимировна,
к.т.н., доцент кафедры ЭКМ ЭНИН НИ ТПУ
ЛЕКЦИЯ №10 – СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
(Характеристики синхронных генераторов. Параллельная работа синхронного генератора с мощной сетью.)
ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА СГ
U1=Е0=f (Iво) при Ia=0,n1=const
ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА СГ
Е
А//
Е=Uн В
С
т.А - рабочая точка
А
отрезок ВА –
суммарная МДС
отрезок ВС –
МДС воздушного зазора
А/
0
k 
Iво
Iв
ВА
ВС
k   1,1  1,2
ХАРАКТЕРИСТИКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО
ЗАМЫКАНИЯ СГ
I1=f (Iв) при U=0,n1=const
Е1d   jId xad
Е 1   jI1 x1
Eк  Е1d  Е 1
ХАРАКТЕРИСТИКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО
ЗАМЫКАНИЯ СГ
Е*=Е0/U1ном; Iк*= Iк/Iк.ном
отрезок ОВ - Е 1*   jI1 x1 / U1ном
Iвх – ток возбуждения,
необходимый для компенсации
падения напряжения
Iвd – ток возбуждения,
компенсирующий
продольно-размагничивающую
реакцию якоря
ОКЗ  I в 0 ном / I в.к.ном
Iв0ном – ток возбуждения, соответствующий номинальному напряжению
при ХХ
Iв.к.ном - ток возбуждения, соответствующий номинальному току
статора при опыте КЗ
ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СГ
U1=f(I1)
Iв=const; cosφ1=const; n1=nном=const.
Номинальное изменение
напряжения (%):
U ном
E0  U1ном

U1ном
РЕГУЛИРОВОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СГ
Iв=f(I1)
U1=Uном=const; n1=nном=const и cosφ1=const
ДИАГРАММА ПОТЬЕ
ДИАГРАММА ПОТЬЕ
ПОРЯДОК ПОСТРОЕНИЯ
1. Строиться хар-ка ХХ и КЗ в одних осях координат;
2. По оси ординат откладывают вектор номинального напряжения
ОА=U1ном, а под углом φ к нему вектор тока якоря I1ном;
3. Суммируются вектор U1ном и векторы падения напряжения:
на индуктивном сопротивлении рассеяния фазы обмотки якоря I1номх1
и на активном сопротивлении I1номr1 и находиться
ЭДС нагруженного генератора - Енг.
4. Перенося точку В на хар-ку ХХ (в точку С), проведем ординату СD.
Полученный отрезок ОD определяет ток возбуждения Iв/,
необходимый для создания ЭДС нагруженного генератора Енг.
5. Для учета Е1d определим ток в обмотке возбуждения Iвd=DМ.
6. Отрезок ОМ – ток возбуждения необходимый
для обеспечения заданного режима работы СГ.
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СГ
Преимущества:
А) обеспечение бесперебойного энергоснабжения в
случае аварии на какой-либо энергетической установке
или отключении ее для ремонта;
Б) при работе электростанции с переменным графиком
нагрузки – появляется возможность отключить часть
энергоустановок, с тем, чтобы оставшиеся установки
работали с нагрузкой, близкой к номинальной с более
высоким КПД.
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СГ
При включении СГ в сеть на параллельную
работу необходимо соблюдать условия:
1.ЭДС генератора Е0 в момент подключения его к
сети должна быть равна напряжению сети (Е0=U1)
2.Частота ЭДС генератора fг должна быть равна
частоте переменного тока сети fс
3.Порядок следования фаз на выводах генератора
должна быть таким же, что и на зажимах сети
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СГ
СПОСОБ ТОЧНОЙ СИНХРОНИЗАИИ
УГЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СГ
Угловой характеристикой активной мощности СМ
называется зависимость Р=f(θ) при Е=const и U=const.
rа=0 φ=ψ-θ
P  mUI cos   m UI cos(  )  mUI (cos cos   sin  sin ) 
 mU ( I q cos  : I d sin )
Id 
E  U cos 
xd
Iq 
U sin 
xq
неявнополюсный СГ :
Pн  (m1U1 Е1 sin ) / xс
явнополюсный СГ:
mЕU
mU 2  1 1 
Pя 
sin  

sin 2
xd
2  xq xd 
УГЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СГ
Для получения выражений электромагнитных моментов
надо выражения мощности разделить
на угловую частоту вращения ω:
М=Р/Ω=рР/ω
Неявнополюсный СГ:
Мн 
Pэм.н


m1U1Е0
sin 
хс
Pн  (m1U1 Е1 sin ) / xс
Явнополюсный СГ:
mЕU
mU 2  1 1 
Мя 

sin  

sin 2



xd
2  xq xd 
P
mЕU
mU 2  1 1 
Pя 
sin  

sin 2


xd
2  xq x d 
УГЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СГ
3
1
2
Неявнополюсный СГ:
Явнополюсный СГ:
U-ОБРАЗНЫЕ ХАРАКТТЕРИСТИКИ СГ
При перевозбуждении СГ
(увеличение тока возбуждения)
ΔЕ=Е0/-Uс
При недовозбуждении СГ
(уменьшение тока возбуждения)
ΔЕ= Uс-Е0//
U-ОБРАЗНЫЕ ХАРАКТТЕРИСТИКИ СГ
I1min  I1 cos 1  I q
СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!