Đặc tính ngắn mạch là quan hệIn = f(it) khi U = 0, f = fđm. Nếu bỏ qua điện trở dây
quấn phần ứng (rư = 0) , mạch dây quấn phần ứng là thuần cảm (ψ =900). Khi đĩ:
I I
I I
Iq = cosψ =0, d = sinψ = . Đồ thị véctơ khi ngắn mạch như ở hình 1.23 (a). Ta cĩ:
d jIx
E0 = (1.33) Mạch điện thay thế như ở hình 1.26 (b).
Trang 28
Hình 1.23. Đồ thị vectơ và mạch điện thay thế của máy phát đồng bộ lúc ngắn mạch
Lúc ngắn mạch phản ứng phần ứng là khử từ, mạch từ của máy khơng bão hồ vì từ thơng khe hởφδ rất nhỏ, s.đ.đ. Eδ =E0 −I×xud =I×xσurất nhỏ, do đĩ đặc tính ngắn
mạch là đường thẳng (Hình 1.24).
Hình 1.24. Đặc tính ngắn mạch của máy phát đồng bộ
Tỷ số ngắn mạch K: Là tỷ số giữa dịng điện ngắn mạch In0 ứng với dịng kích từIt0 để sinh ra s.đ.đ. E=Uđm khi khơng tải với dịng điện định mứcIđm.
đm n I I K = 0/ (1.34) Theo định nghĩa đĩ, từ hình 1.27 ta cĩ: d đm n U x I 0 = / (1.35) Trong đĩ xd là trị số bão hồ của điện kháng đồng bộ dọc trục ứng với E=Uđm.
Thay trị số In0 theo (1.34) vào (1.35) ta cĩ:
Thường xd* >1nên K < 1 và dịng điện ngắn mạch xác lập In0 <Iđm.
Trang 29
Từ hình 1.28, dựa vào các tam giác đồng dạng OAA’ và OBB’ ta cĩ: trong đĩ: it0 – dịng kích thích ứng với khi khơng tải U0 =Uđm.
itn – dịng kích thích úng với lúc ngắn mạch I =Iđm.
Máy phát điện đồng bộ cĩ K lớn thì cĩ ưu điểm là độ thay đổi điện áp ΔU nhỏ và sinh ra cơng suất điện từ lớn, máy làm việc ổn định khi tải dao động.
Muốn cĩ K lớn (tức là xd* nhỏ) thì phải tăng khe hở, địi hỏi máy phải tăng cường dây quấn kích thích, kích thước của máy tăng, giá thành cao.
Thơng thường với máy phát tuabin nước K = 0,8 ÷ 1,8, cịn với các máy phát tuabin hơi K = 0,5 ÷ 1,0.
Hình 1.25. Xác định tỉ số ngắn mạch K