3.4 Представление параметров синхронного генератора в относительных единицах

Под относительным значением какой-либо физической величины понимают ее отношение к другой одноименной величине, выбранной за единицу (меру) измерения. Следовательно, чтобы выразить отдельные величины в относительных единицах, нужно вначале выбрать те числовые значения физических величин, которые должны служить соответственными единицами измерения или, как говорят, установить базисные единицы, а угловые величины не выражаются в о.е..

За базисные единицы для отдельной синхронной машины обычно принимают номинальные значения: S_н, U_н, I_н, которые связаны соотношением:

(3.16)

где

Базисная единица сопротивления определяется из закона Ома через уже принятые базисные номинальные величины

(3.17)

Базисные единицы являются мерами всех видов физических параметров в системе переменных токов.

Так комплексная мощность (в о.е)

, или (3.18)

Комплексное сопротивление (в о.е)

(3.19)

Обычно индекс «звездочка» опускают, если принимают условие, что все расчеты будут вестись в относительных единицах.

Типовые значения параметров крупных явнополюсных синхронных генераторов( в о.е.) приведены в таблице 3.1. Для ряда судовых синхронных генераторов параметры в о.е. даны в таблицах (Приложение В).

Таблица 3.1- Типовые значения параметров явнополюсного синхронного генератора с демпферной обмоткой(в относительных единицах, о.е)

	реактивное сопротивление по продольной оси
	реактивное сопротивление по поперечной оси
	переходное сопротивление по продольной оси
	сверхпереходное сопротивление по продольной оси
	сверхпереходное сопротивление по поперечной оси
	сопротивление обратной последовательности (реактивное)
	сопротивление нулевой последовательности (реактивное)
	активное сопротивление ротора
сек	постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутой обмотке статора
сек	постоянная времени обмотки возбуждения при замкнутой обмотке статора
сек	постоянная времени демпферной обмотки при замкнутых обмотках статора и ротора
сек	постоянная времени затухания апериодического тока статора

В числителе приведены средние значения, а в знаменателе – предельные значения, меньшие значения относятся к маломощным машинам.

3.5 Векторная диаграмма явнополюсной синхронной машины

При постоянстве магнитной проницаемости магнитопровода машины, ЭДС от результирующего магнитного потока будет представлять геометрическую сумму ЭДС, обусловленных магнитными потоками возбуждения, продольной и поперечной реакции якоря.

Если учесть еще ЭДС полей рассеяния (Е_aσ) и потерю напряжения на сопротивлении( -Ir_а), то уравнение напряжения принимает вид:

U=E_f+E_ad+E_aq+E_aσ -Ir_а (3.20)

Как уже отмечено, отдельные ЭДС обмотки якоря можно заменить эквивалентным падением напряжения на соответствующем реактивном сопротивлении x_ad; x_aq; x_aσ:

E _ad= -jx_adI_d;

E_aq=-jx_aqI_q; (3.21)

E_aσ=-jx_aσI,

где I=I_d+I_q

Векторная диаграмма приобретает наиболее простой и наглядный вид, если не учитывать в ней ЭДС рассеяния E_aσ≈0 и падение напряжения на активном сопротивлении якоря, считая Ir_а = 0.

Представлена диаграмма для некоторого нагрузочного генераторного режима (рис 3.2). Для случая режима генератора при отстающем токе (ток I отстает от напряжения U=E_a на угол φ), продольный ток I_dсоздает потокосцепление Ψ_ad совпадающее с током I_dи направленное встречно потокосцеплению Ψ_f тока возбуждения, то есть имеем размагничивающую продольную реакцию якоря.

Порядок построения векторной диаграммы становится понятным, если учесть, согласно формуле E=-jωΨ, что ЭДС E отстает от потокосцепления Ψ на угол ^π/₂ (за счет умножения на - j). Замыкающий вектор представляет напряжение U на зажимах генератора.

E_a = U

Рис. 3.2 – Векторная диаграмма потокосцеплений и ЭДС

синхронной машины (без учета ЭДС рассеяния)