Переходные процессы в электродвигательной нагрузке систем промышлен

приводит к увеличению загрузки первой обмотки по актив­ ной мощности только на 0,45, а по реактивной — на 3,35%.

Если же напряжения на соседних секциях отличаются только по фазе {U\ = U2= U cp; Д £/=0),

отсюда следует, что к сдвигу фаз напряжений на статорных обмотках 012 более чувствительна неравномерность распреде­ ления активных, чем неравномерность распределения реак-

Рис. 7.6. Зависимость активной (а) и реактивной (б) мощ­ ности неявнополюсного СД от алгебраической разности на­ пряжений и угла между векторами напряжений на отдельных обмотках

тивных мощностей. Для двигателя СТД-8000 в номинальном режиме (с учетом того, что при малых углах sin 0i2~Q12)

ДР= 3,79 012; A Q = —O,45 0I2.

Более подробные данные о зависимости неравномерности распределения мощностей и тока в расщепленных обмотках иеявнополюсного СД от алгебраической разности напряже­ ний и угла между векторами напряжений, на этих обмотках приведены на рис. 7.6, 7.7. Расчеты проводились для двига­ теля СТД-8000-2, UN= 10 кВ при коэффициенте загрузки Кл= 1. Напряжение на второй обмотке оставалось постоян­ ным (t/2= 1 = const), а напряжение на первой обмотке U\ и угол 012 изменялись.

При эксплуатации неявнополюсных СД с расщепленными статорными обмотками, подключенными к различным сек­ циям системы шин, следует считаться с возможностью пере-

Рис. 7.7. Зависимости тока первой (а) и второй (б) статор­ ных обмоток неявнополюсного СД от алгебраической разно­ сти напряжений и угла между векторами напряжений в этих обмотках

грузки одной из обмоток из-за имеющих место различий на­ пряжений на этих секциях, обусловленных неравномерностью загрузки.

7.4. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В НЕЯВНОПОЛЮСНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЯХ С РАСЩЕПЛЕННОЙ СТАТОРНОЙ ОБМОТКОЙ

Уравнения переходных процессов

Электромагнитные переходные процессы в неявнополюс­ ном СД с расщепленной статорной обмоткой (рис. 7.4) про­ текают точно так же, как и в эквивалентном двигателе с обычной обмоткой. Электромеханические переходные процес­ сы с учетом справедливого для неявнополюсного СД с рас­ щепленной обмоткой равенства (7.33) также протекают иден­ тично процессам в эквивалентном двигателе с обычной ста­

торной обмоткой. Это позволяет для описания переходных процессов в неявнополюсном СД с расщепленной статорной

При этом режим двигателя, подключенного к двум секциям системы шин электрической сети с напряжениями U\ и U2, при напряжении на обмотке возбуждения U, характеризует­ ся следующими основными параметрами: углом положения ротора относительно синхронно вращающейся оси б; часто­ той вращения ротора со; сверхпереходной ЭДС Е"ч по попе­ речной оси; производной по времени dE"qjdt\ сверхпереход­ ной ЭДС Е"а по продольной оси. Эти параметры определяют­ ся следующей системой дифференциальных уравнений:

где напряжения Uqcp и 'Udcp определяются по выражениям (7.13). Если СД с расщепленной статорной обмоткой под­ ключен к электрической сети с частотой ю0, то электромаг­ нитный момент и активная мощность двигателя в относи­ тельных единицах равйы, поэтому

м дI + МЭ2=* Pi + P2= ^cp = -^ r^ s in 0 Cp -|-

торной обмотки могут быть найдены из следующих выраже­ ний:

Изменение параметров режима при переходных процессах и данном предшествующем режиме показано нй рис. 7.8.

Реактивную мощность, потребляемую двигателем из электрической сети в установившемся режиме при КЗ на вы­ водах первой статорной обмотки, можно выразить из соот­ ношения (7.34):

Если в режиме, предшествовавшем КЗ, синхронный двига­ тель отдавал в сеть реактивную мощность Qz— —0,174 (QI= IQ2= —0,087), то в установившемся режиме при КЗ на выводах первой статорной обмотки он потребляет из элект­

шийся синхронный режим при КЗ на выводах статорной об­

режима при переходных процессах в двигателе для такого случая показано на рис. 7.9.

Следует отметить, что время, в течение которого при КЗ на выводах первой статорной обмотки угол ротора не превы­ шает 90°, составляет более 4 с. Этого времени более чем до­ статочно для отключения КЗ в цепи питания первой статор­

ной обмотки. На рис. 7.9 штриховой линией отмечена кривая изменения тока КЗ в одной из параллельных ветвей обмот­ ки статора при КЗ на выводах двигателя с обычной статор-

Рис. 7.9. Переходный процесс при КЗ на выводах первой статорной об­ мотки неявнополюсного СД с расщепленной статорной обмоткой СЛД- 8000-2 (/Сз= 0,7)

ной обмоткой. Из сравнения токов в расщепленных статор ных обмотках с током в одной из параллельных ветвей ооыч ной статорной обмотки (рис. 7.9) следует, что в первый мо мент КЗ ток в поврежденной обмотке 1\ лишь незначительно превышает половину суммарного тока КЗ, а ток неповреж денной обмотки /2 намного меньше этого значения. Поэтом} электродинамические усилия в расщепленных обмотках не явнополюсного СД при трехфазном КЗ в цепи питания одной из статорных обмоток не превышают допустимых значении.

Расчетные осциллограммы переходных процессов в^ дви гателе СТД-8000-2 с расщепленной статорной обмоткой при близком трехфазном КЗ в цепи питания первой статорной обмотки приведены на рис. 7.10 для случая, когда коэффи­

циент загрузки по активной мощности в предшествующем режиме /С3 = 0,9 (Л4мех=0,81). Даже при столь высокой за-

Рис. 7.10. Переходный процесс при КЗ на выводах первой статорной об­ мотки неявнополюсного СД с расщепленной статорной обмоткой СТД- 8000-2 (/С. = 0,9)

грузке двигателя выпадение из синхронизма происходит боль­ ше, чем за 3 с, т. е. за время достаточное для отключения КЗ.

Отключение одной из статорных обмоток от электрической сети

При эксплуатации СД с расщепленной статорной обмот­ кой может возникнуть ситуация, при которой одна из обмо­ ток будет отключена от электрической сети. Например, при отключении выключателя В4 (см. рис. 6.30) СД получает питание только от второй секции шин. Систему дифференци­

альных уравнений (7.61) —(7.64) переходных процессов, воз­ никающих в двигателе в данном режиме, следует дополнить соотношениями

Синхронный установившийся режим при отключении од­ ной из статорных обмоток характеризуется теми же услови­ ями (7.75)—(7.77), что и при КЗ на выводах одной из обмо­ ток. Выражения для активной и реактивной мощностей дви­ гателя в синхронном установившемся режиме могут быть получены из схемы замещения (рис. 7.2, 7.3):

Условие существования синхронного установившегося режи­ ма при работе двигателя с-одной статорной обмоткой следу­ ет из (7.85):

Из сопоставления формул (7.80) и (7.87) видно, что пре­ дел устойчивости режима неявнополюсиого СД с расщеплен­ ной статорной обмоткой гораздо выше при отключении од­ ной из обмоток от сети, чем при трехфазном КЗ на выводах одной из обмоток. Из выражения (7.85) видно, что предель­ ная нагрузка двигателя, подключенного к электрической се­ ти только одной из обмоток, уменьшается в (ха-\-х„)1хл раз по сравнению с нагрузкой в нормальном режиме работы. Для двигателя СТД-8000-2 jcd=2,192; *„=0,136, поэтому умень­ шение предельной мощности произойдет в (2,192+ +0,136)/2,192= 1,1 раза.

Для синхронного установившегося Режима неявнополюс­ ного СД, работающего с одной статорной обмоткой, из выра­