Начальный момент внезапного нарушения режима (переходного и сверхпереходного) кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое сверхпереходные эдс, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое сверхпереходные эдс , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Теоретические основы электротехники.

Рассмотрим задачу определения начального значения периодических составляющих токов (переходных и сверхпереходных). Поскольку задача ограничена рассмотрением лишь начального момента, то вращение ротора и обусловленное этим изменение индуктивностей машины не играют никакой роли, т.е. машину можно рассматривать как трансформатор.

Исследование начального момента переходного процесса проще вести на основе принципа постоянства потокосцепления: в момент внезапного нарушения режима поток, сцепленный с ротором, сохраняется неизменным и соответствующая ему ЭДС, наведенная в статоре, остается постоянной. Следовательно, для синхронной машины условия в начальный момент переходного процесса аналогичны условиям для трансформатора, питаемого источником синусоидального напряжения.

Таким образом, при переходном процессе ток статора синхронной машины состоит из двух слагаемых: периодической (вызываемой ЭДС, наводимой потоком ротора) и апериодической (обусловленной изменением потока статора).

Условимся считать:

+а) продольную составляющую тока статора положительной, если создаваемая ею намагничивающая сила совпадает по направлению с намагничивающей силой тока возбуждения;

б) поперечную составляющую тока статора положительной, если создаваемая ею намагничивающая сила при наличии на роторе поперечного контура отстает от намагничивающей силы тока возбуждения на (электрических). Это же направление принимается положительным для его магнитной оси.

1.Переходные эдс и реактивности синхронной машины.

Рассмотрим баланс магнитных потоков в продольной оси ротора синхронной машины при установившемся симметричном режиме ее работы с отстающим по фазе током. При отсутствии насыщения каждый из потоков и их отдельные составляющие можно рассматривать независимо друг от друга.

Полный поток обмотки возбуждения при разомкнутом статоре состоит из полезного потокаи потока рассеяния:

Всвою очередь полезный поток

где – продольный поток в воздушном зазоре,

–продольная реакция статора.

Результирующий магнитный поток:

.

Рассмотрим, как изменится баланс магнитных потоков, если вследствие коммутаций в цепи статора поток продольной реакции статора внезапно увеличивается на (рис 4.4).

При этом будем считать, что кроме обмотки возбуждения, никаких других контуров в продольной оси ротора не имеется. В соответствии с законом Ленца приращение потока вызовет ответную реакцию обмотки возбуждения , причем приращения потокосцеплений должны компенсировать друг друга: +=0.

Считая потокосцепление выраженным в относительных единицах, а параметры ротора приведенными к статору, это уравнение можно записать:

.

Рис.4.4. Баланс магнитных потоков

В ненасыщенной машине потоксоставляет некоторую постоянную долю потока, который характеризуется коэффициентом рассеяния обмотки возбуждения.

С увеличением потока отдопропорционально ему увеличивается потокотдо, что приводит к уменьшению потокаотдо. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Однако. Зная коэффициент рассеяния, можно определить ту часть потока, которая связана со статором:.

Именно это потокосцепление и обусловленная им ЭДС в обмотке статорасохраняют в начальный момент переходного процесса свои предшествующие значения:

,

.

Электродвижущую силу называют поперечной переходной ЭДС, а реактивность– продольной переходной реактивностью (определяют по паспортным данным). Соответствие потокосцепления в продольной оси и ЭДС в поперечной оси объясняются связью.

Знак «минус» при переходе к комплексным переменным приводит к уменьшению фазы на (электрических). Таким образом, составляющей потокосцепления по осибудет соответствовать ЭДС по оси. Схемы замещения синхронной машины для начального момента переходного процесса представлены на рис.4.5.

Рис.4.5. Схемы замещения синхронной машины в продольной оси:

а – с магнитной связью; б, в – с электрической

При отсутствии у ротора замкнутых контуров в поперечной оси поток поперечной реакции статора при переходных процессах может изменяться беспрепятственно. Поэтому внезапное изменение поперечной реакции статора можно учитывать как падение напряжения от токав реактивности, т.е. у такой машины

2. сверхпереходные эдс и реактивности синхронной машины

Установим ЭДС и реактивности, которыми можно характеризовать переходной процесс синхронной машины в начальный момент. Пусть ротор синхронной машины имеет не только обмотку возбуждения, но и демпферные обмотки. Наличие последних еще не обеспечивает магнитной симметрии ротора, что вынуждает определить параметры машины отдельно в продольной и поперечной осях ее ротора.

+Условимся, что все параметры выражены в относительных единицах, причем параметры ротора приведены к статору. Примем, что обмотка статора и обе обмотки ротора в его продольной оси связаны между собой общим потоком взаимоиндукции , который определяет реактивность продольной реакции. Тогда внезапное приращение потокавызывает ответную реакцию ротора, которая образуется из приращений потока обмотки возбужденияи потока продольной демпферной обмотки. Баланс результирующих потоков, сцепленных с этими обмотками, должен остаться неизменным. Тогда для обмотки возбуждения

Для продольной демпферной обмотки

где – начальный ток в продольной демпферной обмотке,

–реактивность рассеяния обмотки.

На основе этих уравнений имеем .

Реактивность рассеяния эквивалентной обмотки в продольной оси ротора

,

т.е. определяется как эквивалентная реактивность двух параллельных ветвей и.

Врезультате замены обмоток ротора в продольной оси одной обмоткой задача сводится к случаю, рассмотренному в разделе 4.3.1, и сверхпереходную реактивность в продольной оси можно определить по формуле

Процессы в поперечной оси, когда на роторе имеется только демпферная обмотка, также аналогичны процессам, рассмотренным в разделе 4.3.1., поэтому сверхпереходную реактивность в поперечной оси (приставка «сверх» подчеркивает, что данные параметры и величины учитывают влияние демпферных обмоток) можно определить так:

.

Сверхпереходные ЭДС в продольной и поперечной осях в начальный момент внезапного нарушения режима сохраняют свои значения неизменными:

где - составляющие напряжения и тока предшествующего режима машины. Таким образом, для машины с демпферными обмотками реактивности вместе с ЭДС определяют и периодическую составляющую тока нового режима – сверхпереходный ток, если в качестве модели машины для нового режима использовать

При отсутствии демпферных обмоток, т.е. при , выражения, полученные для и схемы замещения (рис. 4.6, 4.7), аналогичны полученным в разделе 4.3.1.

Рис.4.6. Схемы замещения синхронной машины в продольной оси при наличии демпферных обмоток на роторе:

а – с магнитной связью; б,в –электрические

Рис.4.7. Схемы замещения синхронной машины в поперечной оси при наличии демпферных обмоток на роторе: а – с магнитной связью; б,в –электрические

Исследование, описанное в статье про сверхпереходные эдс, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое сверхпереходные эдс и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Теоретические основы электротехники

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про сверхпереходные эдс