При отсутствии регулирования тока возбуждения

В этом случае расчет сводится к решению задачи определения токов и напряжений в линейной схеме замещения, для которой известны все сопротивления и э.д.с.

При составлении схемы замещения отдельные нагрузки следует объединять, то есть рассматривать только, например, нагрузку целого промышленного района или мощной подстанции и т.п., считая их присоединенными к крупным узлам системы. При аналитическом расчете целесообразно учитывать нагрузки подобно генераторным ветвям с э.д.с. .

По полученным значениям после преобразования схемы замещения к простейшему виду по результирующим э.д.с. Е_S и Х_S находят ток в месте к.з.

Е_S/Х_S. (3.38)

3.2.7.Расчет установившегося тока трехфазного к.з. при наличии

у генератора автоматического регулирования возбуждения (АРВ)

Снижение напряжения на выводах генератора, обусловленное к.з., приводит в действие его (возбуждение генератора увеличивается). Поэтому можно заранее предвидеть, что токи и напряжения при этих условиях будут всегда больше, чем при отсутствии АРВ. Степень такого увеличения зависит от удаленности к.з. и параметров самих генераторов.

В самом деле, если при относительно удаленном к.з. для восстановления напряжения генератора до номинального значения достаточно лишь незначительно увеличить возбуждение, то по мере уменьшения удаленности для этого, очевидно требуется большее возбуждение. Однако, рост возбуждения у генератора ограничен пределом .

Следовательно, для каждого генератора можно определить наименьшую величину внешней реактивности, при коротком замыкании за которой генератор при предельном возбуждении еще обеспечивает номинальное напряжение на своих выводах. Такую реактивность называют критической реактивностью , а связанный с ней очевидным равенством ток генератора

(3.39)

- критическим током.

Таким образом, если внешняя реактивность генератора будет меньше , то, несмотря на работу генератора с предельным возбуждением, напряжение на его выводах будет меньше номинального. Напротив, если вне-

шняя реактивность будет больше , то напряжение на выводах генератора достигает номинального значения при возбуждении, меньшем предельного значения.

Следовательно, при внешнем трехфазном к.з. генератор с в зависимости от величины внешней реактивности может работать только в одном из двух возможных режимах – предельного возбуждения или номинального напряжения.

Лишь в частном случае, когда , оба режима существуют одновременно.

Критерием для определения того или иного режима работы генератора служит величина его критической реактивности, значение которой может быть определено по (3.37), где следует принять , , то есть

. (3.40)

Для большей наглядности проиллюстрируем высказанные соображения построениями, приведенными на рис.3.18.

Пусть прямая соответ- ствует внешней характеристике генератора при его предельном возбуждении. Положение точки отвечает одновременно условиям

режима предельного возбуждения

и режима номинального напряже-

Рис.3.18. ния. При этом очевидно, что пропорционален , а отрезок -критическому току .

Как видно, у генератора с внешняя характеристика состоит из двух отрезков: наклонного , который соответствует режиму предельного возбуждения, и горизонтального , соответствующего режиму номинального напряжения. Следовательно, если напряжение на выводах генератора сохраняется номинальным, а ток выражается, например, отрезком . В свою очередь, при ток характеризуется, например, отрезком и напряжение – отрезком . Величину э.д.с. , которую при этом имеет генератор, можно найти, суммируя и , или графически, проведя до пересечения с осью ординат.

3.2.8.Расчет установившегося тока трехфазного к.з. во внешней сети,

содержащей несколько генераторов с

В электрической сети с несколькими генераторами, ток от которых поступает по общим от них ветвям, понятие внешней реактивности по отношению к каждому генератору уже теряет смысл.

Поэтому в данном случае нельзя непосредственно использовать установленный ранее критерий для однозначного определения возможного режима работы каждого генератора при к.з. внешней сети.

В этом случае расчет приходится вести путем последовательного приближения, задаваясь для генераторов с в зависимости от положения каждого их них относительно места к.з. либо режимом предельного возбуждения (то есть, вводя такой генератор в схему замещения своими и ), либо режимом номинального напряжения (то есть, принимая для такого генератора ) и делая затем проверку выбранных режимов.

Суть проверки состоит в сопоставлении найденных для этих генераторов

токов с их критическими токами. Для режима предельного возбуждения того генератора должно быть , а для режима номинального напряжения .

Если в результате проверки оказалось, что режимы некоторых генераторов были выбраны неверно, то после их замены следует сделать повторный расчет с последующей проверкой.

3.3. НАЧАЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВНЕЗАПНОГО НАРУШЕНИЯ РЕЖИМА

3.3.1. Общие замечания

Прежде чем перейти к изучению общих уравнений электромагнитного переходного процесса синхронной машины, вначале рассмотрим начальный момент такого процесса.

Поскольку наша задача ограничена рассмотрением лишь начального момента, вращение ротора и обусловленное этим изменение индуктивностей машины не играют никакой роли.

Так как по правилу Ленца индуктивности цепей исключают внезапное изменение тока, то значение последнего в начальный момент сохраняется таким, что и в конце заданного предшествующего режима. Однако, при изменившихся условиях этот ток будет состоять из новых слагающих (апериодической и периодической), которые возникают в данном переходном процессе.

Исследование начального момента переходного процесса проще вести на основе применения принципа сохранения начального потокосцепления.

В самом деле, коль скоро магнитный поток, сцепленный с ротором, в момент внезапного нарушения режима сохраняется неизменным, то соответствующая ему э.д.с., наведенная в статоре, в тот же момент времени также остается неизменной.

Во всех последующих выкладках условимся считать:

а) продольную составляющую тока статора положительной, если создаваемая ею э.д.с. совпадает по направлению с намагничивающей силой (н.с.) тока возбуждения;

б) поперечную составляющую тока статора положительной, если создаваемая ею н.с. отстает на (электрических) от н.с. тока возбуждения;

в) все величины ротора синхронной машины приведенными к статору, причем они, как и все величины статора, выражены в относительных единицах.