Электромагнитные переходные процессы Электромагнитные ПП: к.т.н, доц. Армеев Денис Владимирович Кафедра: Автоматизированных электроэнергетических систем (АЭЭС II-211) Лекция 5

КЗ Откл.КЗ АПВ на КЗ КЗ на шинах С.М. При коммутациях в цепи статора параметры могут изменяться скачком (за исключением переходной э.д.с.). На рисунке: КЗ, Откл.КЗ (здесь ХХ), АПВ (здесь неуспешное, т.е. вновь на КЗ) Примечание: каждая коммутация – это начало нового переходного процесса со своими начальными и конечными условиями, по этому в формулы для расчетов необходимо подставлять время t от нуля, отсчитывая его всякий раз от начала новой коммутации. 2

Внезапное КЗ синхронного генератора 3 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Внезапное КЗ синхронного генератора 4 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Система возбуждения генераторов Системы возбуждения –это машины и аппараты для создания тока возбуждения и управления им с помощью регулирующих устройств (в первую очередь автоматических регуляторов возбуждения - АРВ). Большинство регуляторов могут быть: 1) пропорционального действия (АРВ ПД), изменяющие ток возбуждения пропорционально отклонению какого-либо параметра, например, напряжения, и 2) сильного действия (АРВ СД) изменяющие ток возбуждения пропорционально отклонению, а также скорости и ускорения изменения какого-либо параметра. 5 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Система возбуждения генераторов Системы возбуждения –это машины и аппараты для создания тока возбуждения и управления им с помощью регулирующих устройств (в первую очередь автоматических регуляторов возбуждения - АРВ). Большинство регуляторов могут быть: 1) пропорционального действия (АРВ ПД), изменяющие ток возбуждения пропорционально отклонению какого-либо параметра, например, напряжения, и 2) сильного действия (АРВ СД) изменяющие ток возбуждения пропорционально отклонению, а также скорости и ускорения изменения какого-либо параметра. 6Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Коммутации в роторе генератора: форсировка возбуждения Форсировка возбуждения – быстрое повышение тока возбуждения для обеспечения надежной работы синхронной машины при авариях. ФВ срабатывает, как правило, при снижении напряжения на выводах генератора до 90-80% от номинального. ФВ характеризуется: 1)Кратностью форсировки – отношением увеличенного потолочного значения тока возбуждения к номинальному, 2) Быстродействием – скоростью нарастания тока. Быстродействие определяет постоянную времени T e, с которой изменяется напряжение возбуждения генератора (и соответственно E qe ) возбудителем, что зависит, главным образом, от типа конструкции возбудителя (электромашинное или тиристорное). 7 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Коммутации в роторе генератора: форсировка возбуждения Форсировка возбуждения – быстрое повышение тока возбуждения для обеспечения надежной работы синхронной машины при авариях. ФВ срабатывает, как правило, при снижении напряжения на выводах генератора до 90-80% от номинального. ФВ характеризуется: 1)Кратностью форсировки – отношением увеличенного потолочного значения тока возбуждения к номинальному, 2) Быстродействием – скоростью нарастания тока. Быстродействие определяет постоянную времени T e, с которой изменяется напряжение возбуждения генератора (и соответственно E qe ) возбудителем, что зависит, главным образом, от типа конструкции возбудителя (электромашинное или тиристорное). 8 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Коммутации в роторе генератора: форсировка возбуждения 9 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Коммутации в роторе генератора форсировка возбуждения: влияние конструкции СВ Тиристорная СВЭлектромашинная СВ 10 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Коммутации в роторе генератора: гашение поля ротора При внутренних повреждениях генератора, или с его шин до ближайшего выключателя единственным средством прекращения тока статора в нем является его развозбуждение (иначе гашение магнитного поля). Поле ротора зависит от тока возбуждения, который необходимо максимально быстро остановить, однако его изменение приводит к появлению э.д.с. в той же обмотке по закону Фарадея: Высокий темп уменьшения тока ротора, вызванный, например, размыканием обмотки возбуждения приведет к перенапряжению и пробою изоляции ротора. 11 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Коммутации в роторе генератора: гашение поля ротора По этой причине гашение осуществляют переключением обмотки возбуждения на встречно направленную э.д.с. (в простейшем случае выполняют разряд на активное сопротивление R гаш ) и последующим отключением возбудителя. Аппарат, производящий такие функции, называется автоматом гашения поля (АГП). Максимальная скорость гашения возможна, если держать напряжение обмотки возбуждения постоянно близким к 0.7U доп. Для того, чтобы выдержать это условие, АГП необходимо оснастить сопротивлением, которое бы изменялось обратно пропорционально току. Таким свойством обладает, например, электрическая дуга. Это свойство дуги используется при гашении поля в дугогасящих решетках (ДГР). 12 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Коммутации в роторе генератора: гашение поля ротора k – рекомендуется брать в пределах от 3-х до 5. Примечание: коммутации в роторе генератора, будь то форсировка возбуждения или гашение поля ротора, не приводят к скачкообразным изменениям параметров режима. Например, 13 Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Векторная диаграмма неявнополюсного синхронного генератора 14Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011

Векторная диаграмма явнополюсного синхронного генератора 15Автор: к.т.н. Армеев Денис Владимирович. Электромагнитные переходные процессы. НГТУ 2011