Глава 7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ПОСТОЯННЫЕ

К электрическим параметрам машины обычно относят активные и индуктивные сопротивления обмоток [9, с. 637 – 642]. Расчет активного сопротивления обмотки возбуждения представлен в 3.1, активного сопротивления фазы обмотки статора, а также индуктивных сопротивлений обмотки статора в установившемся режиме – в 5.1.

Переходные электромагнитные процессы в турбогенераторах характеризуются переходным и сверхпереходным индуктивными сопротивлениями и постоянными времени. Для расчета этих сопротивлений и постоянных времени необходимо определить приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление обмотки возбуждения

, (7.1)

где – приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения.

При немагнитных бандажах ротора индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения рассчитывается по формуле

, (7.2)

где – коэффициент рассеяния пазовой части обмотки возбуждения,

. (7.3)

Коэффициент проводимости пазового рассеяния для прямоугольного паза ротора

, (7.4)

где – высота клина, – толщина стеклотекстолитовой прокладки (поз.1, рис. 3.8), – высота паза ротора.

Коэффициент учитывает рассеяние по коронкам зубцов ротора,

. (7.5)

Переходное индуктивное сопротивление по продольной оси

. (7.6)

Сверхпереходные индуктивные сопротивления учитывают индуктивные сопротивления рассеяния демпфирующих контуров – демпферной обмотки, массива железа ротора, электропроводящих клиньев в пазах ротора. Рассчитать индуктивные сопротивления демпфирующих контуров достаточно сложно. На практике в расчетах сверхпереходных индуктивных сопротивлений пользуются приближенными формулами.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси ротора

, (7.7)

по поперечной оси ротора

. (7.8)

В расчетах несимметричных одно и двухфазных коротких замыканий необходимо знать индуктивные сопротивления токов обратной и нулевой последовательности.

Индуктивное сопротивление токов обратной последовательности

. (7.9)

Токи нулевой последовательности создают только потоки рассеяния. Определяются индуктивными сопротивлениями пазового, дифференциального и лобового рассеяния токов нулевой последовательности. Индуктивным сопротивлением лобового рассеяния пренебрегают, так как МДС в лобовых частях отдельных фазовых зон компенсируют друг друга [4, с. 595]. Индуктивные сопротивления пазового и дифференциального рассеяния токов нулевой последовательности зависят от укорочения шага обмотки статора.

Индуктивное сопротивление пазового рассеяния токов нулевой последовательности в зависимости от коэффициента укорочения шага обмотки рассчитываются по формулам [4, c. 568]:

при

(7.10)

при

(7.11)

где и – размеры паза статора, (5.1.6), – по (5.1.10).

Дифференциальное рассеяние токов нулевой последовательности рассчитывается по формулам [4, c. 585]:

при

(7.12)

при

. (7.13)

Индуктивное сопротивление токов нулевой последовательности

. (7.14)

Постоянные времени определяются как отношение индуктивностей обмоток к их активным сопротивлениям. Постоянные времени характеризуют время, за которое свободные токи, возникшие в обмотках или контурах турбогенератора при переходных процессах, уменьшатся в раз, где =2, 718 (неперово число) [4, с. 810 – 814].

Постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферных контуров

, (7.15)

где – ток холостого хода по спрямленной характеристике.

Ток обмотки статора при внезапном трехфазном коротком замыкании представляется суммой токов (сверхпереходный, апериодический, переходный и установившийся), являющими его составляющими. Составляющие тока статора затухают с постоянной времени. Сверхпереходная составляющая тока затухает со сверхпереходной постоянной времени , переходная – с переходной постоянной времени , апериодическая – с апериодической постоянной времени .

Апериодическая, переходная и сверхпереходная постоянные времени рассчитываются по формулам:

(7.16)

Кратность установившегося тока трехфазного короткого замыкания

, (7.17)

где – ЭДС холостого хода по спрямленной характеристике ХХ при токе возбуждения , .

Кратность установившегося тока двухфазного короткого замыкания

. (7.18)

Кратность установившегося тока однофазного короткого замыкания

. (7.19)

Максимально возможное по величине мгновенное значение тока трехфазного замыкания называется ударным током. Ток короткого замыкания достигает ударного тока при внезапных коротких замыканиях в «0» ЭДС. При этом предполагается, что до короткого замыкания генератор работал в режиме холостого хода при напряжении на выводах обмотки статора . Кратность ударного тока трехфазного внезапного короткого замыкания рассчитывается по формуле

. (7.20)