Характеристики короткого замыкания

 

Характеристикой короткого замыкания (ХКЗ) называется зависимость тока обмотки якоря от тока обмотки возбуждения при замкнутой накоротко обмотке якоря и частоте Обычно в турбогенераторах активное сопротивление обмотки якоря (статора) значительно меньше синхронного индуктивного сопротивления . Это позволяет считать ток обмотки якоря чисто индуктивным, при котором реакция якоря носит продольный размагничивающий характер.

В пунктах расчетов 8.20 – 8.22 получены токи установившегося короткого замыкания – трехфазного о. е., двухфазного о. е. и однофазного о. е. Эти токи коротких замыканий соответствуют току возбуждения о. е.

Линейность характеристик короткого замыкания позволяет из подобия треугольников, воспользовавшись соотношением , определить токи возбуждения

, 9.1)

при которых токи однофазного (i =1), двухфазного (i =2) и трехфазного (i =3) короткого замыкания равны 1 о. е.

Для рассматриваемого примера по формуле (9.1) токи возбуждения составляют: при трехфазном коротком замыкании

о. е.,

При двухфазном коротком замыкании

о. е.,

При однофазном коротком замыкании

о. е.

Характеристики короткого замыкания турбогенератора представлены на рис. 9.1

Для построения характеристик короткого замыкания на оси ординат (ось тока статора) через точку, соответствующую номинальному току , проводится пунктирная горизонтальная линия КК. На оси абсцисс (ось тока возбуждения) через точки, соответствующие токам возбуждения , и проводятся пунктирные вертикальные линии до пересечения с горизонтальной пунктирной линией КК в точках с координатами (, 1), (, 1) и (, 1).

Через начало координат 0, 0 и точку с координатами (, 1) проводится прямая 1 – характеристика однофазного короткого замыкания.

Через начало координат 0, 0 и точку с координатами (, 1) проводится прямая 2 – характеристика двухфазного короткого замыкания.

Через начало координат 0, 0 и точку с координатами (, 1) проводится прямая 3 – характеристика трехфазного короткого замыкания.

Следует обратить внимание на следующее:

1. Характеристики короткого замыкания носят линейный характер;

2. При одном и том же токе возбуждения максимальный по величине ток короткого замыкания имеет место при однофазном коротком замыкании и минимальный – при трёхфазном коротком замыкании.

Линейность характеристик короткого замыкания объясняется тем, что основной магнитный поток и потоки рассеяния обмоток генератора при коротком замыкании не оказывают заметного влияния на насыщение железа магнитной цепи. Индуктивные сопротивления, характеризующие короткие замыкания, остаются постоянными, а характеристики короткого замыкания – линейными.

Трёхфазное короткое замыкание относится к симметричным коротким замыканиям и характеризуется в установившемся режиме отсутствием обратно вращающихся магнитных полей. Одно и двухфазные короткие замыкания относятся к несимметричным коротким замыканиям. Магнитное поле в этом случае носит пульсирующий характер и может быть представлено суммой прямо и обратно вращающихся магнитных полей.

На размагничивающее действие реакции якоря основное влияние оказывает прямо вращающее магнитное поле обмотки статора. Чем больше размагничивающее действие реакции якоря, тем меньше установившийся ток короткого замыкания.

Размагничивающее действие реакции якоря максимальное при трехфазном коротком замыкании (ток короткого замыкания минимальный) и минимальное при однофазном коротком замыкании (ток короткого замыкания максимальный).

Рис. 9.1. Характеристики: 1 – однофазного; 2 – двухфазного,

3 – трехфазного короткого замыкания; 4 – индукционная нагрузочная