Dong co dien

Dong co dien CHƯƠNG 21 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 21 2 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN ÁP, ĐỒ THỊ VÉCTƠ CỦA MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Ở tải đối xứng ta có thể xét riêng rẽ từng pha Phương trình cân bằng[.]

CHƯƠNG 21 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 21-2 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ĐIỆN ÁP, THỊ VÉCTƠ CỦA MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ ĐỒ Ở tải đối xứng ta xét riêng rẽ pha Phương trình cân điện áp tổng quát pha sau: Đối với máy phát điện đồng bộ: U  E   I (r­  jx ­ ) (21-1) Đối với máy động điện (hoặc máy bù đồng bộ): U  E   I (r­  jx ­ ) (21-2) rong đó: U - điện áp đầu cực máy, rư xσư - điện trở điện kháng tản dây quấn phần ứng Eδ - sức điện động dây quấn từ trường khe hở sinh • Khi máy có tải, từ trường khe hở lúc có tải từ trường cực từ F t (hay F0) từ trường phần ứng Fư sinh • Nếu mạch từ máy khơng bão hồ, xem F 0, Fư độc lập sinh E0, Eư Dùng phương pháp xếp chồng ta có: E   E  E ­ (21-3) Khi mạch từ máy bão hồ, khơng thể dùng ngun lý xếp chồng mà phải xét từ trường tổng sau suy sức điện động E δ 21.1.1 Trường hợp máy phát điện a Trường hợp mạch từ không bão hoà Giả thiết máy làm việc tải đối xứng, tải có tính chất cảm (0 < ψ < 900) • Máy cực ẩn: : Kết hợp hai phương trình (20-1) (20-3) ta có: U  E  E ­  I (r­  jx ­ ) (21-4) Vì E ­  jIxu , nên (21-4) viết thành: U  E  jI ( x ­  x ­ )  Ir­  E  jIx db  Iru (21-5) xdb = xư + xσư gọi điện kháng đồng Với máy phát điện đồng cực ẩn, xdb = 0,7 ÷ 1,6 Đồ thị véc tơ ứng với (21-5) hình 21-1 Trên hình 21-1 vẽ véc tơ từ thông sinh s.đ.đ chúng vượt trước s.đ.đ tương ứng góc π/2  Iru    jIxu  jIxu   jIxu Hình 21-1 Đồ thị véctơ E  jIxu  U máy phát điện đồng cực E   Ir E  ẩn tải có tính cảm (a) tải có tính dung (b)  u  U   I F u F F  E    I F u  0 F a) b) Từ hình 21-1 thấy rằng: * Tải có tính cảm, phản ứng phần ứng khử từ nên E δ < E * Tải có tính dung, phản ứng phần ứng trợ từ nên Eδ > E • Trường hợp máy cực lồi: Sức từ động phần ứng phân làm hai thành phần: dọc trục F ưd ngang trục Fưq Từ thông Φưd Φưq tương ứng với Fưd Fưq sinh dây quấn phần ứng s.đ.đ Eưd Eưq Phương trình cân điện áp có dạng: Ở đây: U  E  E ­d  E ­q  I (r­  jx ­ ) (21-6)  E  jI d x ­d  jI q x ­q  jIx ­  Ir­ (21-7) E ­d  jI d x ­d E ­q  jI q x ­q Đồ thị véctơ s.đ.đ ứng với phương trình (21-7) hình 21-2 Hình 21-2 Đồ thị véctơ s.đ.đ Của máy phát điện đồng cực lồi tải có tính cảm (a) tải có tính dung (b)  Véctơ  jIx ­ (21-7) từ thông tản sinh không phụ thuộc vào từ dẫn khe hở theo hai hướng dọc trục ngang trục Ta phân tích thành thành phần theo hai hướng đó:  jIx ­  j ( Ix ­ cos  Ix ­ sin  )  jI q x ­  jI d x ­ (21-7) trở thành: U  E  jI d ( x ­d  x ­ )  jI q ( x ­q  x ­ )  Ir­  E  jI d x d  jI q x q  Ir­ Trong đó: xd = xưd + xσư điện kháng đồng dọc trục; xq = xưq + xσư điện kháng đồng ngang trục Thường xd = 0,7 ÷ 1,2; xq = 0,46 ÷ 0,76 (21-8) Đồ thị véctơ ứng với phương trình (21-8) hình 21-3 Từ hình 21-3 thấy rằng: Trên đường thẳng góc với véctơ I qua điểm M MN = Iqxq/cosψ = I.xq Như vậy, biết U, I, φ, xq, xd, rư ta xác định E Cách xác định sau: Lần lượt vẽ véctơ U, Irư, sau vẽ MN = I.xq Điểm N nằm phương E Hạ đoạn thẳng MP thẳng góc với phương E, MP = Iq.xq Vẽ PQ = Id.xd OQ chình s.đ.đ E E P N  jI d x d  jIx q M   Iru Q U  jI q x q I q    I I d Hình 21-3 Đồ thị s.đ.đ Đã biến đổi máy phát điện cực lồi b) Trường hợp xét đến bão hoà mạch từ Các đồ thị véctơ trường hợp mạch từ khơng bão hồ dùng trường hợp mạch từ bão hoà chế độ tải Vì hệ số bão hồ kμd kμq khó xác định xác, nên thực tế đồ thị véctơ điện áp máy phát điện đồng trường hợp mạch từ bão hoà thành lập dựa vào đồ thị s.t.đ s.đ.đ kết hợp với đường cong không tải máy • Với máy phát cực ẩn, đồ thị véctơ điện áp thành lập dựa theo sở nói gọi đồ thị sức từ điện động (s.t.đ.đ.) có tên gọi Pơchiê Giả sử U, I, cosφ, rư, xσư đặc tính khơng tải biết, đồ thị s.t.đ.đ thành lập sau: Trên trục tung đường cong không tải, vẽ véctơ U véctơ I chậm sau U góc φ Cộng véctơ U với véctơ Irư jIxσư ta véctơ Eδ Từ đường cong không tải, ứng với Eδ xác định Fδ (hoặc dịng từ hố tương ứng) Cộng hình học F  F u k u tìm F  k hợp với F Chú ý: F u u  góc 90 + (φ + δ) 1,4 E  1,2 1,0 0,8 U 0,6  jIxu Iru F0 I 0,4  + K F ư 0,2 F Từ đường cong không tải, ứng với trị số F0 ta xác định trị số E lúc không tải 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 Hình 21-4 Đồ thị Pơchiê máy phát điện đồng Đồ thị Pôchiê cho phép xác định ΔU = E – Uđm dịng điện từ hố it (hoặc F0) ứng với tải định mức tải bất kỳ, cần thiết cho thiết kế vận hành Đồ thị Pôchiê ứng dụng cho máy cực lồi, sai số lúc s.đ.đ E khoảng ÷ 10% • Với máy phát điện đồng cực lồi, việc thành lập đồ thị véctơ có xét đến trạng thái bão hồ mạch từ gặp nhiều khó khăn lúc từ thơng dọc trục Φd ngang trục Φq có liên quan với trạng thái bão hoà theo hai hướng khác Như vậy, xưd xưq phụ thuộc vào Φd Φq Để đơn giản ta cho rằng, từ thông dọc trục ngang trục ảnh hưởng đến trạng thái bão hoà hướng trục, giả thiết mức độ bão hoà hướng ngang trục kμq biết  Cách thành lập đồ thị véctơ: Vẽ véctơ U, Irư, jIxσư, xác định Eδ (hình 21-5a) Theo hướng Ixσư ta vẽ đoạn: CD = I.xưq = Eưq/cosψ (21-9) → xác định phương E Trị số xưq tính theo biểu thức (20-24), kμq chưa cho trước lấy gần 1,1 ÷ 1,5 Nếu khơng tính xưq CD xác định trị số AB đường không tải ứng với s.t.đ ngang trục phần ứng quy đổi s.t.đ cực từ: F’ ưq = kưq.Fư = OA xem Eưq tỷ lệ với Fưq (hình 215b) Vì D nằm phương E nên đoạn CF thẳng góc với phương E Iq.xưq S.t.đ cực từ theo hướng dọc trục gồm hai phần, phần có trị số OM để sinh s.đ.đ Eδd = OF = MP (hình 21-5b) phần MN để khắc phục phản ứng phần ứng dọc trục OM + MN s.t.đ để sinh s.đ.đ E = NQ lúc không tải máy Từ hình 21-5b ta thấy: Eưd = NQ – RN Lấy đoạn OG = E phương E hình 21-5a GF = Eưd Như đồ thị véctơ máy thành lập Euq D G cos   Hình 21-5 Xác định đồ thị véctơ s.t.đ.đ độ thay đổi điện áp máy đồng cực lồi xét đến bão hoà F C P Ed  Iru E  Q E  jIxu R U E0   I Euq cos  B A M Kưq Fư a) N Kưd.Fưd b) Eưd 21.2.2 Trường hợp động điện • Động điện đồng nhận công suất điện từ lưới biến thành • Động điện đồng thường cấu tạo cực lồi nên ta có phương trình cân điện áp sau: U  E  I (ru  jxu )  E  E ud  E uq  I (ru  jxu )  E  jI x  jI x  Ir d Đồ thị véctơ tương ứng với phương trình (21-10) hình 21-6 Hình 21-6 Đồ thị véctơ động điện đồng thiếu kích thích (a) kích thích (b) d q q Iru (21-10) u Iru jI q x q jI q x q U  E jI d x d I q    I  U I  I d  I d a) b) I q E jI d x d ... kết hợp với đường cong không tải máy • Với máy phát cực ẩn, đồ thị véctơ điện áp thành lập dựa theo sở nói gọi đồ thị sức từ điện động (s.t.đ.đ.) có tên gọi Pơchiê Giả sử U, I, cosφ, rư, xσư đặc... s.t.đ.đ thành lập sau: Trên trục tung đường cong không tải, vẽ véctơ U véctơ I chậm sau U góc φ Cộng véctơ U với véctơ Irư jIxσư ta véctơ Eδ Từ đường cong không tải, ứng với Eδ xác định Fδ (hoặc... thành lập Euq D G cos   Hình 21-5 Xác định đồ thị véctơ s.t.đ.đ độ thay đổi điện áp máy đồng cực lồi xét đến bão hoà F C P Ed  Iru E  Q E  jIxu R U E0   I Euq cos  B A M Kưq Fư