Ответы на билеты по переходным процессам в электротехнических системах на тему Параметры схемы замещения неявнополюсного синхронного генератора для разных моментов переходных процессов и разных целей расчета

Второй вопрос: "Параметры схемы замещения неявнополюсного синхронного генератора для разных моментов переходных процессов и разных целей расчета"
Физическая модель синхронной машины в системе координат d, q, соответствующая математической модели, может быть представлена совокупностью обмоток: двух (продольной и поперечной) ортогональных, вращающихся, отображающих статор; возбуждения, а также ряда демпферных обмоток (l-продольных и kпоперечных), отображающих ротор. Физической модели нетрудно сопоставить две схемы замещения по осям q и d, показанных на рис. 1, а, б.

Рис. 1
Чаще всего совокупность демпферных обмоток контуров ротора заменяется одним эквивалентным контуром по соответствующей оси. Кроме этого принимается допущение, что потоки взаимоиндукции между статорными обмотками и каждой из обмоток ротора по соответствующим осям d и q равны между собой, а потоки рассеяния роторных контуров считаются независимыми друг от друга. Учтем, однако, в данной статье их взаимодействие с помощью дополнительного потока, связанного с обоими роторными контурами. Тогда с учетом сказанного в схемах замещения машины (рис. 1) будут отображаться следующие параметры: rc – активное сопротивление статора; rf – активное сопротивление обмотки возбуждения; rЭD – активное сопротивление эквивалентного демпферного контура по оси d; rэQ – то же, но по оси q; xσc – реактивное сопротивление рассеяния статора; хσf – обмотки возбуждения; хσэD – эквивалентного демпферного контура по оси d; хσэQ – то же, но по оси q; хad и хaq – реактивные сопротивления взаимоиндукции между статорными и роторными обмотками по продольной и поперечной осям; хσfэD – реактивное сопротивление рассеяния между эквивалентным демпферным контуром и обмоткой возбуждения.
В паспортных (заводских) данных задаются: хad, хaq, хσс, rc, rf, хd, х’d, х’’d, х’’q, а также постоянные времени Тf0, Т’d, Т’’d. Отметим, однако, что эти параметры часто довольно значительно отличаются от получаемых экспериментально. Поэтому экспериментальные данные всегда предпочтительнее. Опыт исследования переходных процессов при внезапных коротких замыканиях вблизи шин синхронных генераторов, а также при анализе влияния регулирования возбуждения на устойчивость энергосистем и т.п. показывает, что представление «бочки» ротора турбогенератора только одним продольным демпферным контуром в схеме замещения является недостаточно точным. Наиболее хорошее совпадение с экспериментальной частотной характеристикой машины, например, дает схема замещения, включающая, кроме контура возбуждения, еще три продольных демпферных контура. В принципе, можно было бы синтезировать и схему замещения с еще большим числом роторных контуров, но многочисленные проверочные расчеты и натурные эксперименты показывают, что вполне достаточно ограничиваться в схеме замещения, учетом в продольной оси всего лишь двух демпферных контуров. При этом в поперечной оси схема замещения турбогенератора может быть принята с одним демпферным контуром. Наиболее ответственной задачей является определение достоверных параметров этих схем замещения. Ниже представлена комбинированная методика определения параметров схем замещения синхронной машины, использующая как паспортные, так и экспериментальные данные. Она включает следующие шаги.
1.Из паспортных данных можно позаимствовать сопротивления: хad, хσс , rc , rf , а четыре других параметра для случая одноконтурного представления демпферной системы машины можно найти из соотношений, вытекающих из топологии схемы замещения и опытных данных.
2. Первое из этих соотношений представляет собой выражение для сверхпереходного сопротивления машин, записанного через параметры схемы замещения при пренебрежении активными сопротивлениями: (1)
где в приближенном выражении не учтены члены второго порядка малости.
1. Второе соотношение суть суммарное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения: