Обеспечение безопасной работы синхронного генератора с сетью
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
ости.
Возникновение реактивной составляющей тока Iа физически объясняется тем, что при работе синхронной машины на сеть бесконечно большой мощности суммарный магнитный поток сцепленный с каждой из фаз, ?Ф = Фрез + Ф? = Фв + Фа + Ф? не зависит от тока возбуждения и при всех условиях остается неизменным, так как
= 0 + а + ?а = - c = const.
Следовательно, если ток возбуждения Iв больше тока, требуемого для полного возбуждения, то возникает отстающая составляющая тока Iа , которая создает размагничивающий поток реакции якоря Фа ; если ток Iв меньше тока, необходимого для полного возбуждения, то возникает опережающая составляющая тока Iа , которая создает подмагничивающий поток реакции якоря Фа. Во всех случаях суммарный поток машины ?Ф автоматически поддерживается неизменным.
РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЕ С СЕТЬЮ
Способы регулирования
Изменение активной и реактивной мощностей синхронного генератора, работающего параллельно с сетью большой мощности, осуществляется путем изменения внешнего момента и тока возбуждения. Чтобы обеспечить требуемый режим работы генератора, обычно одновременно регулируют и ток возбуждения, и вращающий момент.
Рассмотрим два предельных случая регулирования: а) момента при неизменном токе возбуждения; б) тока возбуждения при неизменном внешнем моменте.
Работа генератора с неизменным током возбуждения
Для генератора с неявно выраженными полюсами векторную диаграмму (рис. 6.35, а)строят по уравнению = 0- jа Xсн .Вектор напряжения сети c по контуру обмотки генератора имеет направление, встречное вектору напряжения генератора, т. е. = - c .
Если генератор работает с cos ? = 1, то вектор тока якоря а1 совпадает по направлению с вектором напряжения , а вектор ЭДС 01опережает эти векторы на угол ?1 . При изменении нагрузки, например при ее возрастании, следует увеличить момент, приложенный к валу генератора. При этом угол в должен увеличиться до какого-то значения ?2 в соответствии с возрастанием мощности со значения P1 до Р2.
Принимая полезную мощность (отдаваемую в сеть), равной электромагнитной Р = т (Е0/Хсн ) U sin ?, для соотношения мощностей Р1 и Р2 имеем Р1/Р2 = sin?1/sin?2. Таким образом, при увеличении мощности с Р1 до Р2 вектор ЭДС 0 поворачивается в сторону опережения и образует с вектором угол ?2. Конец вектора 0 скользит по окружности радиусом, равным Е0, так как ток возбуждения остается неизменным.
Соединив конец вектора с концом вектора 02 , получим вектор jа2 Xсн . Вектор тока а2перпендикулярен падению напряжения jа2Xсн , а его модуль определится из соотношения
Ia2/Ia1 = |а2Xсн|/|jа1Xсн|.
При уменьшении мощности с Р1 до Р3 следует уменьшить момент, приложенный к валу генератора. При этом новый угол ?3 меньше угла ?1. Построение всех векторов (рис. 6.35, а) на диаграмме и в этом случае аналогично описанному в предшествующем примере.
Векторные диаграммы синхронного генератора при различных режимах нагрузки
Приведенные диаграммы показывают, что при изменении внешнего момента, приложенного к валу синхронного генератора, работающего параллельно с сетью, изменяется не только активная, но и реактивная мощность. Следовательно, для того чтобы обеспечить наиболее благоприятный или требуемый режим работы генератора, при изменении активной мощности необходимо регулировать и ток возбуждения.
Работа генератора с неизменным моментом
синхронный генератор сеть мощность
Неизменность внешнего момента на валу генератора эквивалентна неизменности его мощности Р = mUIa cos ?. При работе на сеть большой мощности U = Uс = const, следовательно, при изменении тока возбуждения остается постоянной активная составляющая тока якоря Ia cos ? = const. На векторной диаграмме (рис. 6.35, б) это условие выражается в том, что конец вектора а скользит по прямой АВ, перпендикулярной вектору напряжения . Однако при неизменной мощности (для машины с неявновыраженными полюсами) справедливо условие
образные характеристики синхронного генератора
Р = (mЕ0U/Xсн )sin? = const. При изменении тока возбуждения остаются неизменными все величины, кроме Е0 и sin ?; следовательно, условие неизменной мощности приводит к условию Е0 sin ? = const. На диаграмме это условие выражается в том, что конец вектора0 скользит по прямой CD, параллельной вектору напряжения . Чем меньше ток возбуждения, тем меньше по модулю вектор0, но больше угол ?. Вектор тока Iаперпендикулярен вектору падения напряженияjа Xсн , поэтому его можно легко построить для каждого угла ?. На рис. 6.35,б показаны положения векторов 0, а и jа Xсн для трех значений тока Iв (эти векторы имеют индексы 1,2 и 3). Минимальному значению тока Iасоответствует режим работы при cos ? = 1. Чему соответствует определенный ток возбуждения. При увеличении тока возбу?/p>