Способ определения индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток трехфазной синхронной машины Советский патент 1987 года по МПК G01R31/34 

11

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к промышленной электроэнергетике, и может быть использовано при экспериментальном определении параметров трехфазной синхронной машины.

Цель изобретения - снижение трудозатрат и времени проведения испытаний.

На фиг. 1 и 2 даны диаграммы, поясняющие характер изменения переходных токов в обмотке возбуждения (фиг.1) и демпферной обмотке (фиг.2) при гашении поля; на фиг. 3 - 5 - схемы замещения синхронной матины, соответствующие измеренным значениям индуктивных сопротивлений в опытах гашения магнитного поля при разомкнутой (фиг. 3 и 4) и замкнутой накоротко (фиг. 5) обмотках статора.

Индуктивность машины, измеряемую со стороны обмотки возбуждения, в начальный момент переходного процесса определяют по выражению

.Ui

(1)

(-«ii) dt

- напряжение на обмотке возбуждения в режиме, предшествующем гашению поля, В;

- переходной ток в обмотке возбуждения. А;

(dif/ )t.o

производная тока возбуждения в начальный момент переходного процесса. А-с . Общий вид выражения (1) не зависит от состояния обмотки статора (разомкнута или замкнута эта обмотка). По выражению (1) в двух опытах гашения поля при разомкнутой и замкнутой

обмотке статора определяют соответственно индуктивности L

ри.

r fs

в генИндуктивность машины, измеряемую

Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси определяют по известным характеристикам холостого хода и короткого замыкания при значениях тока возбуждения, соответствующих линейной части характеристики холостого хода, или по начальным условиям опытов гашения поля, проводимых при разомкнутой и замкнутой насо стороны обмотки возбуждения путем коротко обмотке якоря по соотношению: интегрирования изменения тока возii./iiii io/i« .

, определяют по выражению ij. dt, (2)

Ii

Чо

о

- значение тока в обмотке возбуждения до ее закорачивания;

f

- активное сопротивление обмотки возбуждения.

Общий вид выражения (2) не зависит от состояния обмотки статора (разомкнута или замкнута эта обмотка) .

В соответствии со схемой замещения синхронной машины общепринятой структуры (фиг. 3-5) при выражении индуктивных сопротивлений синхронной машины во взаимной системе относительных единиц имеем:

КХ

od itLp u).

X ,, + Of )e

X

ad

(3)

u),

X

6f

20

L «j 6id

(4)

5

KX

аЫ s

U),

X

t ;V;

i

did

6 4- 6.

,-1

(5)

0

5

6f

X

6

где cOg - базисная угловая частота, равная , рад/с; индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения, отн.ед.; индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора, отн.ед.;

индуктивное сопротивление рассеяния демпферной обмотки, отн.ед.; сопротивление взаимоиндукции, отн.ед. ,

&id

ad

40

ad - d

6

(6)

45

Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси определяют по известным характеристикам холостого хода и короткого замыкания при значениях тока возбуждения, соответствующих линейной части характеристики холостого хода, или по начальным условиям опытов гашения поля, проводимых при разомкнутой и замкнутой коротко обмотке якоря по соотношению:

обмотке якоря по соотношению

ii./iiii io/i« .

(7)

1

f XX

ток возбуждения холостого хода синхронной машины при номинальном напряжении на ее выходах. А;

313А336А

I - ток обмотки статора при ценные величины в (5). Разрешив последнее выражение относительное сопротивления взаимоиндукции, получим:

замыкании ее цепи накоротко при токе возбуждения

Чс А;

1, - номинальный ток статора,А. Постоянный множитель К, входящий в выражения (3) - (5), равен:

К ib . (8)

X

qd

i§± VB -AAC

2A

(9)

10

где А K2u)| ( L L

где Sj - номинальная мощность синхронной машины, ВА.

Для определения ненасыщенных значений индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток статора и ротора измерения L,, Lг и Lr производят при одинаковых значениях тока возбуждения, которые не должны выходить за пределы линейной части характеристики холостого хода. Значение тока статора во втором опыте при этом не должно превышать 15% номинального тока статора.

Для закорачивания обмотки возбуж- дения можно использовать серийное устройство автоматического гашения поля системы завода ХЭМЗ при зашун- тированном разрядном сопротивлении.

Измерение индуктивностей синхрон

ной машины L,- и Lr может осуществляться с помощью устройств, использующих, например, принцип построения известного устройства для определения динамических индуктивных сопротивлений обмоток электрических машин переменного тока.

Измерение индуктивности Lp может осуществляться с помощью интегриру- кщих устройств, например операционных усилителей постоянного тока аналоговых вычислительных машин.

Определение производной и интегрирование тока ir Б обмотке возбуждения синхронной машины осуществляется с использованием падения напряжения на токоизмерительном шунте, включенном в короткозамкнутый контур обмотки возбуждения. Сопротивление шунта при этом должно удовлетворять условию:

:

Определелив из выражения (3) ин- 55 щении, снижении трудозатрат и ьремедуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуюдения X,j. , а из выражения (4) сумму проводимостей

I/X

в

I/Xf,ijjif , подставим полу

i§± VB -AAC

2A

(9)

10

где А K2u)| ( L L ,

в 2K Wf(Lj - L);

С КШ..Х , (L - L) + 1.

. 5 a fs f

Используя полученное значение, определяем:

20

Хб X«d (X,KLfU)5 -1); (10)

4 X.J,-(11.)

Из выражения (4) следует:

6ld

t

Для рассматриваемых опытов, проводимых в указанных начальных условиях, характерно ненасьщенное состояние основного пути магнитного потока и, следовательно, постоянное значение взаимоиндуктивности X .. Индуктивное сопротивление рассеяния демпферной обмотки в начальный момент гашения поля также сохраняет ненасьпценное значение, что следует из рассмотрения физических явлений в короткозамкнутом контуре этой обмотки при внезапном изменении режима в обмотке возбуждения (фиг. 1).

Таким образом, преимущества предлагаемого способа определения трех индуктивных сопротивлений рассеяния, использующего операции дифференцирования и интегрирования в двух опытах гашения поля, исключающие необходимость проведения специальных опытов для определения индуктивного сопротивления Х, состоят в упрони проведения испытании, а также расширении области применения, поскольку при этом оказывается возможным определение сопротивления .

5 Формула изобретения

Способ определения индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток трехфазной синхронной машины, заключающийся в гашении магнитного поля при вращающемся роторе путем замыкания накоротко обмотки возбуждения при разомкнутой обмотке якоря с напряжением, соответствующим линейной части характеристики холостого хода, и при короткозамкнутой обмотке якоря, в измерении напряжения и тока обмотки возбуждения до проведения опытов гашения поля, а также изменения тока обмотки возбуждения в процессе гашения поля, и определении искомых л сопротивлений по измеренным парамет13

я

13А3364

6

рам, отличающийся тем, что, с целью снижения трудозатрат и времени проведения испытаний, измеряют производную изменения тока возбуждения в начальный момент времени в двух опытах гашения поля соответственно при разомкнутой и замкнутой обмотке якоря,интегрируют изменение тока возбуждения в опыте гашения поля с разомкнутой обмоткой якоря, по измеренным величинам,а также измерениям напряжения и тока обмоток возбуждения и якоря до проведения опы- тов гашения поля определяют индуктивности синхронной машины, а по ним находят искомые индуктивные сопротивления рассеяния.

Фиг. 2.

-{ZD-

V

Xarf

U -D

xy

xodM x,,n X, П

-CZ хгу

4t

Xod

Редактор Ь. Данко

Заказ 4820/47Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

D -U U

Puf.5

Составитель В. Никаноров

Техред А.Кравчук Корректор М. Шароши

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам определения индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток трехфазной синхронной машины. Целью изобретения является снижение трудовых затрат и времени проведения питания. В способе выполняют два опыта гашения магнитного поля путем закорачивания обмотки возбуждения. Первый опыт осуществляют при разомкнутой обмотке статора с напряжением, соответствующим линейной части характеристики холостого хода. Далее измеряют ток и напряжение обмотки возбуждения в исходном режиме, измеряют производную тока в начальный момент переходного процесса и интегрируют изменение тока во времени. Во втором опыте замыкают накоротко обмотку статора, устанавливают значения тока и напряжения обмотки возбуждения в исходном режиме, равные соответствующим значениям в первом опыте. Затем измеряют ток в обмотке статора, производную тока в обмотке возбуждения в начальный момент переходного процесса и по полученным данным определяют индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора, возбуждения и демпферной обмотки. 5 ил. сл со 4 СО оо 05 4