Контрольна робота
Варіант №21
. Векторні діаграми неявнополюсного і явнополюсного генераторів
На початку проаналізуємо векторну діаграму неявнополюсного генератора.
Розглянемо найпростішу схему, в якій генератор працює через опір Хс на систему необмеженої потужності - шини нескінченної потужності (U=пост, f=пост).
ТЕС U з =const
f=const
Р, Q,
Х л /2
Х c
Рис. 1. Найпростіша схема електричної системи
Мережа, до якої підключена машина, вважається мережею з шинами нескінченної потужності, якщо в ній можна вважати напругу і частоту постійною при любих змінах режиму генератора. Практично це означає, що сумарна потужність всіх синхронних генераторів цієї мережі настільки велика в порівнянні з потужністю підключеної машини, що зміна режиму роботи машини не впливає на напругу і частоту мережі.
При вивченні процесів, особливо сталих, векторні діаграми є незамінним інструментом, що дозволяє зв'язати різні режимні параметри як електромагнітні, так і механічні між собою. Побудова векторних діаграм грунтується на досить відомих положеннях при заданих переданої активної та реактивної потужностях, величин напруги і частоти в системі.
Напруга генератора Uг одно е.р.с., индуктируемой струмом збудження, мінус падіння напруги в індуктивних опорах взаємоіндукції Xad, Xaq, індуктивного опору розсіювання машини. Якщо сюди додати падіння напруги в індуктивному і активному опорах системи Xс=Xл + XT і rе=rT + Rл, то отримаємо напругу приймального кінця U. Надалі для спрощення побудови векторної діаграми пренебрежем активним опором елементів.
Справедливо співвідношення:
(1)
За заданим P, Q, U визначаємо фазний кут j, далі, відкладаючи у відповідному масштабі величину напруги системи, і розкладаючи його на активну і реактивну складові, знаходимо інші вектори: Eq, E, UГ, і т.д.
Рис. 2. Векторна діаграма неявнополюсного генератора
Тут
- е.р.с. холостого ходу
Необхідно відзначити, що кут не може мінятися миттєво, бо пов'язаний з ротором і тому цей параметр є основним параметром, що характеризує електромеханічне стан системи, тобто стійкість генератора і системи, а кути - можуть мінятися миттєво і характеризують тільки електромагнітне стан машини.
На основі цієї діаграми можна вивести деякі співвідношення:
і т.д.
Вираз для активної потужності має вигляд:
=UIa=EqIq (2)
З векторної діаграми можна написати:
(3)
де Ia=I? cos j - активна складова струму статора генератора.
Висловимо потужності через різні е.р.с
(4)
У формулах замінимо кути d ', d з через d. Справедливе співвідношення:
(5)
де Iq=I? cos j Id=I? sin j.
З векторної діаграми можемо написати:
(6)
(7)
Підставляючи ці вирази струмів в (5), отримаємо:
(8)
Отже, формула потужності виражається через Eq.
З векторної діаграми слід:
Ці вирази підставимо в (5)
(9)
формула потужності виражається через поперечний становить напруги генератора Uq=U? cosd.
Тепер виведемо формулу для реактивної потужності синхронного генератора. Внутрішня реактивна потужність може бути отримана з виразу:
(10)
З векторної діаграми:
(11)
внутрішня реактивна потужність генератора.
Видавана генератором реактивна потужність:
I Pг? X c U г
I a? X c
U
d c.
I AГ I Pг
I г
j
E q X d U г X c
I г
Рис. 3....
