Đang tải... (xem toàn văn)
[r]
(1)Ch−¬ng
Máy phát điện đồng lμm việc với tải không đối xứng 5.1 Đại c−ơng
Chế độ tải không đối xứng máy điện đồng xáy - Tải pha không
- Khi có ngắn mạch khơng đối xứng hệ thống điện lực, đầu cực máy phát
Chế độ tải không đối xứng th−ờng gây nên t−ợng bất lợi, nh−: điện áp khơng
đối xứng; sóng điều hoμ s.đ.đ vμ dòng điện bậc cao; lμm tăng tổn hao; rơto nóng vμ
m¸y rung
Để phân tích chế độ tải khơng đối xứng ta dựng phng phỏp phõn lng i xng
Phân dòng điện v điện áp thnh thnh phần thứ tự thuận; ngợc v không
0 2 1 1 I I I a a a a I I I c b a & & & & & &
= 5-1
0 2 1 1 U U U a a a a U U U c b a & & & & & & = 5-2
trong đó: a = ej2π /3; a2 = ej4π /3; + a + a2 = 0
Dòng điện kÝch tõ it chØ sinh s.®.® øng víi thμnh phần thứ tự thuận E0 = E1
s.đ.đ thứ tự ngợc v không, không tồn E2 = Et0 = 0 nh− vËy:
; ; 5-3
1 1 U I Z
E& = & + & 0=U&2 +I&2Z2 0=U&0 +I&0Z0
Từ phơng trình 5-1; 5-2 v 5-3 ta suy
5-4 ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ − − − = − − − = − − − = 0 2 1 0 2 1 0 2 1 ) ( ) ( ) ( Z I Z I a Z I E a U Z I Z I a Z I E a U Z I Z I Z I E U c b a & & & & & & & & & & & & & & &
Các ph−ơng trình 5-1; 5-2 vμ 5-3 lμ sở để phân tích chế độ tải khơng đối xứng Nó
gồm ph−ơng trình có chứa 12 ẩn số, (E0, Z1; Z2; Z0 đã biết), muốn giải đ−ợc tuỳ
tr−êng hỵp cụ thể ta phải bổ sung thêm phơng trình n÷a
5-2 Các tham số máy phát điện đồng lμm việc tải không đối xứng.
1. Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r1 + jx1
Tổng trở thứ tự thuận Z1 lμ tổng trở máy lúc tải đối xứng, với x1 = xđb máy
cùc Èn, m¸y cùc låi lμ xdtheo h−íng däc trơc vμxq theo h−íng ngang trơc
2 Tỉng trë thø tù thn Z1 = r1 + jx1
S.t.đ hệ thống ng−ợc, quay ng−ợc với tốc độ đồng tốc độ t−ơng đối
so víi r« to l 2n1 Nó cảm ứng dòng điện dây quấn rôto có tần số 2f Với máy cực
lồi ta coi rơto đứng n từ tr−ờng quay ng−ợc có tốc độ 2n1 lμ dịng điện 2 pha
tÇn sè 2f ë stato lƯch vỊ thêi gian mét gãc 900 vμ kh«ng gian 900tạo nên, hình 5-1
(2)Nh từ trờng dòng điện dọc trục v ngang trục nh hình 5-1 không hổ
cảm với v ta có mạch điện thay theo hớng däc trơc nh− h×nh 5-2 vμ ngang trơc
nh− h×nh 5-3
Hình 5-1 Mơ hình máy phát Hình 5-2 H−ớng dọc trục có Hình 5-3 H−ớng ngang trục có đồng ứng với thứ tự ng−ợc dây quấn cản (a); khơng có (b) dây quấn cản (a); khơng có (b)
Trªn mạch điện thay thế: x điện kháng tản phần ứng; xd điện kháng dọc trục
phần ứng; xq điện kháng ngang trục phần ứng; xt điện kháng tản dây quấn kích thích;
xcd điện kháng tản dọc dây quấn cản; xcq điện kháng tản ngang trục dây quấn cản
Theo cỏc mch in thay th ta xác định đ−ợc điện kháng dọc trục vμ ngang trc
- Khi có dây quấn cản: - Khi dây quấn cản
cd t
d u u d
x x x x x
σ σ σ
1 1
1
+ + + =
′′ 5-5
t d u u d
x x x x
σ σ
1
1
+ + =
′ 5-6
cq q
u u q
x x
x x
σ
σ 1 1
1
+ +
=
′′ 5-7 xq′ = xσu + xuq = xq 5-8
Nh có dây quấn cản
2
q
d x
x
x = ′′ + ′′ , th−êng xd′′ ≈ xq′′ nên x2 = xd = xq 5-9
Khi dây quấn cản
2
q
d x
x
x = ′ + ′ 5-10
Th−êng xσ− < x2 < x1, víi máy cực ẩn x2* = 0,12 - 0,25 còn máy cực lồi có dây quấn cản
x2* = 0,15 - 0,35 v dây quấn cản x2* = 0,3 - 0,6.
Điện trở thứ tự ng−ợc r2 = r− + rr/2 (Với rr lμ điện trở rôto quy đổi phần ứng)
Xác định x2 vμ r2 thí nghiệm: Đặt điện áp thấp vμo dây quấn stato quay rôto ng−ợc
chiều từ tr−ờng quay với tốc độ n1 đo U2; I2; P2 pha từ tính đ−ợc:
2 2
I U
Z = ; 2
2 2
I P
r = ;
2 2
2 z r
x = −
(3)3 Tæng trë thứ tự không Z0 = r0 + jx0
Dòng ®iƯn thø tù kh«ng I0 pha cïng pha vỊ thêi gian nh−ng lƯch pha
vỊ kh«ng gian mét gãc 1200 sinh khe hë s.t.đ đập mạch pha thời
gian nhng lệch pha không gian 1200. Khi phân tích s.t.đ thnh sóng điều ho
thì có s.t.đ bội l tồn tại, nh 3, 9, 15, Các dòng điện cảm ứng d©y
quấn kích thích vμ dây quấn cản từ tr−ờng bé, x0 ch yu t trng tn
rảnh v đầu nối gây nên Với máy cực ẩn x0* = 0,02 - 0,10; m¸y cùc låi x0* = 0,02 - 0,20.
Điện trở thứ tự không r0 lớn r không nhiều nên thờng coi r0 = r
Cỏc tham số Z0; r0; x0 xác định thực nghiệm Nối nối tiếp 3 pha dây quấn
stato đặt điện áp thấp vμo vμ cho rôto quay với tốc độ đồng bộ, xác định giá trị U0; P0
vμI0 từ suy ra:
2 0
2 0 0
0
0 ;
3 ;
3 I x Z r
P r I
U
Z = = = −
5.3 ảnh h−ởng tải không đối xứng máy phát điện đồng bộ
Khi tải không đối xứng máy có thμnh phần thứ tự thuận vμ ng−ợc, cịn thnh
phần thứ tự không thờng bé không tồn dây quấn pha thờng đợc nèi Y
vμ trung tính nối đất Từ tr−ờng dòng điện thứ tự ng−ợc th−ờng gây nên t−ơng
bất lợi cho máy phát, nh−: Điện áp khơng đối xứng lμm tăng tổn hao, rơto nóng vμ máy
rung động
1 Điện áp tải không đối xứng.
Khi tải không đối xứng điện áp đầu cực máy phát không đối xứng, nghĩa lμ
chúng có biên độ khơng vμ góc lệch pha khác 1200 Điều nμy ảnh h−ởng xấu
đến hộ dùng điện
2 Tæn hao tăng v rôto nóng.
Khi ti khụng i xứng từ tr−ờng quay ng−ợc sinh dịng điện có tần số 2f rôto lμm
tăng tổn hao rơto vμ lμm cho rơto nóng lên, đồng thời tăng tổn hao vμ giảm hiệu suất
3 HiÖn tợng máy rung.
Khi ti khụng i xng tác dụng t−ơng hổ từ tr−ờng cực từ với từ tr−ờng quay
ng−ỵc cđa stato vμ tõ tr−êng quay thuận với từ trờng dòng điện có tÇn sè 2f ë
rơto chúng gây nên mơmen quay có dấu thay đổi vμ lực đập mạch với tần số 2f tác
dụng tiếp tuyến với bề mặt rôto lμm cho máy bị rung động vμ gây ồn
Th−ờng cho phép máy đồng lμm việc lâu dμi với tải không đối xứng dịng
điện pha khơng v−ợt q định mức vμ mức độ sai lệch dòng điện pha không
10% máy cực ẩn; 20% với máy cực lồi