- Máy phát điện đồng bộ lμm việc với tải đối xứng. - Chế độ tải đối xứng của máy điện đồng bộ đ−ợc đặc tr−ng bởi các đại l−ợng: U, I, I t , cos ϕ vμ tần số f hoặc tốc độ n.. - đặc tính.. - Đặc tính không tải U = f(I t ) khi I = 0. - Đặc tính ngắn mạch I n = f(I t ) khi U = 0. - Đặc tính ngoμi U = f(I) khi I t = cte. - Đặc tính điều chỉnh I t = f(I) khi U = cte. - Đặc tính tải U = f(I t ) khi I = cte. - cos ϕ = Cte Các đặc tính trên đ−ợc xác định bằng cách tính toán hoặc thí nghiệm.. - Từ các đặc tính trên ta suy ra tỷ số ngắn mạch K. - 4.2 Các đặc tính của máy phát điện đồng bộ.. - Hình 4.1 Sơ đồ thí nghiệm lấy các đặc tính của máy phát điện đồng bộ. - Đặc tính không tải.. - I t / I tđm0 Theo sơ đồ thí nghiệm hình 4.1 Mở cầu dao tải, quay máy phát đến tốc độ định mức, thay đổi dòng điện kích từ ta nhận đ−ợc đ−ờng đặc tính không tải, nh− hình 4.2. - Đ−ờng (1) máy phát tourbin hơi, đ−ờng (2) máy phát tourbin n−ớc. - Ta thấy máy phát tourbin hơi bảo hoμ nhiều hơn máy phát tourbin n−ớc.. - Khi E = E đm = 1 máy phát tourbin hơi có k μ d = k μ = 1,2 còn máy phát tourbin n−ớc có k μ = 1,06. - Hình 4.2 Đặc tính không tải,. - Đặc tính ngắn mạch, I n = f(I t ) khi U = 0, f = f đm vμ tỷ số ngắn mạch K. - Khi ngắn mạch nếu bỏ qua r − thì tải của máy phát lμ dây quấn của phần ứng nên nó. - đ−ợc coi lμ thuần cảm ψ = 0, I q = Icos ψ = 0 còn I d = Isin ψ = I Mạch điện thay thế vμ đồ thị véc tơ nh− hình 4.3, ta có. - Khi ngắn mạch vì từ thông φ δ cần thiết để sinh ra E δ = E - Ix −d = Ix σ − rất bé nên mạch từ không bảo hoμ do đó quan hệ I = f(I t ) lμ đ−ờng thẳng, hình 4.4. - Tỷ số ngắn mạch K.. - Đây lμ tỷ số giữa dòng điện ngắn mạch I n0 ứng với dòng. - điện I t sinh ra E = U đm lúc không tải vμ dòng điện. - K = I n0 / I đm 4.2 Từ hình 4.5 ta suy ra:. - Với x d lμ điện kháng đồng bộ dọc trục ứng với E = U đm Vậy K = U đm / x d .I đm = 1/ x đ*. - I đm Vậy dòng điện ngắn mạch xác lập của máy phát điện. - K lμ một tham số quan trọng của máy phát điện. - đồng bộ.. - Hình 4.3 (a) mạch điện thay Hình 4.4 Đặc tính ngắn mạch thế. - (b) đồ thị véc tơ của máy phát điện đồng bộ. - Hình 4-5 Xác định tỷ số ngắn mạch K K lớn ⇒ Δ U bé vμ P đt lớn ⇒ máy lμm việc ổn. - Th−ờng máy phát tourbin n−ớc K . - Đặc tính ngoμi vμ độ thay đổi điện áp Δ U đm. - Đặc tính ngoμi: U = f(I) khi I t = Cte. - f = f đm Các đ−ờng đặc tính ngoμi phụ thuộc vμo tính. - Dòng điện kích từ I t ứng với U = U đm , I = I đm , cosϕ = cosϕ đm vμ f = f đm đ−ợc gọi lμ dòng điện kích từ định mức I tđm. - Máy phát tourbin hơi có x d lớn hơn máy phát tourbin n−ớc nên Δ U đm % của nó lớn hơn máy phát tourbin n−ớc. - Đặc tính điều chỉnh I t = F(I) khi U = U đm = Cte, cos ϕ = Cte vμ f = f đm.. - Th−ờng cos ϕ đm = 0,8 (điện cảm), khi I tăng từ 0 đến I đm với U = U đm thì dòng điện kích từ thay đổi 1,7 - 2,2 lần. - Đặc tính tải U = f(I t ) khi I = Cte, cos ϕ = Cte . - Theo quan hệ trên, với các giá trị khác nhau của I vμ cos ϕ ta sẽ có các đ−ờng đặc tính tải khác nhau. - đó đặc biệt nhất lμ đ−ờng đặc tính tải thuần cảm, khi cos ϕ = 0. - Hình 4.6 Đặc tính ngoμi của máy phát điện đồng bộ. - Hình 4.7 Đặc tính điều chỉnh. - Hình 4.8 Đặc tính tải thuần cảm Hình 4.9 Đồ thị s.đ.đ máy đồng bộ tải thuần cảm Bỏ qua r − ta vẽ đ−ợc đồ thị véc tơ nh− hình 4.9. - Lấy I n = I đm chiếu qua đặc tính ngắn mạch (2), chiếu xuống trục hoμnh đ−ợc điểm C.. - Thì OC = I tn (dòng điện kích từ), dòng điện I tn gồm 2 phần:. - Xây dựng đặc tính tải thuần cảm từ đặc tính không tải vμ tam giác điện kháng. - 4.3 Cách xác định các tham số của máy phát điện đồng bộ 1. - Hình 4.10 Xác định điện kháng đồng bộ dọc trục Máy cực lồi th−ờng x q = 0,6.x d. - Máy cực lồi x p x σ. - Tổn hao đồng: trên điện trở dây quấn phần ứng p cu = I 2 .r − Tổn hao thép: do dòng điện xoáy vμ từ trễ. - Máy phát điện đồng bộ lμm việc với tải không đối xứng. - Chế độ tải không đối xứng của máy điện đồng bộ xáy ra khi - Tải của 3 pha không bằng nhau.. - Khi có ngắn mạch không đối xứng trong hệ thống điện lực, hoặc đầu cực máy phát Chế độ tải không đối xứng th−ờng gây nên các hiện t−ợng bất lợi, nh−: điện áp không. - đối xứng. - các sóng điều hoμ s.đ.đ vμ dòng điện bậc cao. - Để phân tích chế độ tải không đối xứng ta dùng ph−ơng pháp phân l−ợng đối xứng.. - Phân dòng điện vμ điện áp thμnh 3 thμnh phần thứ tự thuận. - Dòng điện kích từ i t chỉ sinh ra s.đ.đ ứng với thμnh phần thứ tự thuận E 0 = E 1 còn các s.đ.đ thứ tự ng−ợc vμ không, không tồn tại E 2 = E t0 = 0 nh− vậy:. - 5-2 vμ 5-3 lμ cơ sở để phân tích chế độ tải không đối xứng. - 5-2 Các tham số của máy phát điện đồng bộ khi lμm việc ở tải không đối xứng.. - Nó cảm ứng dòng điện trong dây quấn rôto có tần số 2f . - Với máy cực lồi nếu ta coi rôto đứng yên thì từ tr−ờng quay ng−ợc có tốc độ 2n 1 lμ do dòng điện 2 pha tần số 2f ở stato lệch nhau về thời gian một góc 90 0 vμ không gian 90 0 tạo nên, hình 5-1.. - Nh− vậy từ tr−ờng do các dòng điện dọc trục vμ ngang trục nh− hình 5-1 sẽ không hổ cảm với nhau vμ ta có mạch điện thay thế theo h−ớng dọc trục nh− hình 5-2 vμ ngang trục nh− hình 5-3.. - Hình 5-1 Mô hình máy phát Hình 5-2 H−ớng dọc trục có Hình 5-3 H−ớng ngang trục có. - đồng bộ ứng với thứ tự ng−ợc dây quấn cản (a). - th−ờng x d. - Dòng điện thứ tự không I 0 trong 3 pha cùng pha nhau về thời gian nh−ng lệch pha nhau về không gian một góc 120 0 sinh ra trong khe hở các s.t.đ đập mạch cùng pha nhau về thời gian nh−ng lệch pha về không gian 120 0 . - Các dòng điện cảm ứng trong dây quấn kích thích vμ dây quấn cản bởi từ tr−ờng đó rất bé, do đó x 0 chủ yếu do từ tr−ờng tản rảnh vμ đầu nối gây nên. - máy cực lồi x 0. - 5.3 ảnh h−ởng của tải không đối xứng đối với máy phát điện đồng bộ. - Khi tải không đối xứng trong máy chỉ có thμnh phần thứ tự thuận vμ ng−ợc, còn thμnh phần thứ tự không th−ờng rất bé hoặc không tồn tại vì dây quấn 3 pha th−ờng đ−ợc nối Y vμ trung tính nối đất. - Từ tr−ờng do dòng điện thứ tự ng−ợc th−ờng gây nên các hiện t−ơng bất lợi cho máy phát, nh−: Điện áp không đối xứng lμm tăng tổn hao, rôto nóng vμ máy rung động.. - Điện áp khi tải không đối xứng.. - Khi tải không đối xứng điện áp đầu cực của máy phát sẽ không đối xứng, nghĩa lμ chúng có biên độ không bằng nhau vμ góc lệch pha khác 120 0 . - Khi tải không đối xứng từ tr−ờng quay ng−ợc sinh ra dòng điện có tần số 2f ở rôto lμm tăng tổn hao ở rôto vμ lμm cho rôto nóng lên, đồng thời tăng tổn hao vμ giảm hiệu suất.. - Khi tải không đối xứng do tác dụng t−ơng hổ giữa từ tr−ờng cực từ với từ tr−ờng quay ng−ợc của stato vμ từ tr−ờng quay thuận với từ tr−ờng của các dòng điện có tần số 2f ở rôto. - Th−ờng chỉ cho phép máy đồng bộ lμm việc lâu dμi với tải không đối xứng khi dòng. - điện các pha không v−ợt quá định mức vμ mức độ sai lệch dòng điện các pha không quá. - 5.4 Ngắn mạch không đối xứng.. - Hình 5-4 Ngắn mạch 1 pha 1. - Ngắn mạch một pha.. - Giả sử pha a bị ngắn mạch mạch, hình 5-4, ta có:. - vμ dòng điện ngắn mạch một pha có trị số:. - Bỏ qua r − ta có đồ thị véc tơ của dòng điện vμ điện áp khi ngắn mạch một pha, hình 5-5.. - Hình 5-6 Mạch điện thay thế khi ngắn mạch một pha Hình 5-5 Đồ thị véc tơ dòng vμ điện áp khi ngắn mạch 1 pha. - Với E 0 biểu thị nguồn của máy phát với tổng trở thự tự thuận Z 1 . - vμ chổ ngắn mạch Z 2 . - Mạch điện thay thế nμy có thể áp dụng cho ngắn mạch một pha trong l−ới điện phức tạp. - Ngắn mạch hai pha.. - Hình 5-7 Ngắn mạch hai pha máy phát đ.b Giả sử ngắn mạch hai pha b vμ c nh− hình 5-7, ta có:. - Để tìm trị số dòng điện ngắn mạch hai pha tr−ớc hết ta cộng các ph−ơng trình (5-1) sau đó kết hợp với (5-20). - Bỏ qua r − ta có đồ thị véc tơ dòng điện vμ điện áp khi ngắn mạch hai pha nh− hình 5-8 vμ mạch điện thay thế nh− hình 5-9.. - Hình 5-9 Mạch điện thay thế khi ngắn mạch 2 pha Hình 5-8 Đồ thị véc tơ dòng vμ điện áp khi ngắn mạch 2 pha. - Từ sự phân tích ở trên so sánh ngắn mạch 1 pha, 2 pha ở ch−ơng nμy vμ ngắn mạch 3 pha ở ch−ơng 4 ta thấy: Vì Z 1 >. - Nh− vậy ngắn mạch 1 pha sẽ có dòng điện lớn nhất. - Khi số pha bị ngắn mạch tăng lên thì tác dụng của phản ứng phần ứng khử từ cũng tăng lên nên dòng điện ngắn mạch giảm xuống.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt