Исследование электромагнитных переходных процессов при внезапном коротком замыкании синхронного генератора: Методические указания к лабораторной работе № 5, страница 5

Теоретическое начальное значение ударного тока, определяемое по огибающей переходного процесса, становится больше, чем при расчете без учета насыщения и потерь в стали, на 15 - 20 %.

Быстрое затухание апериодической и начальное возрастание периодической составляющей тока приводит к тому, что в отрицательную полуволну тока в расчетах с учетом насыщения и потерь в стали наблюдается значительный рост ее амплитуды.

         В дальнейшем, с затуханием тока и уменьшением действующего значения Е_d*  при ВКЗ, уменьшается влияние насыщения, т.е. коэффициенты x_d и x_q   стремятся к 1 , а   x_dq  - к  0  и расчетные кривые практически  совпадают.

3  Порядок выполнения работы

3.1.  Ввести исходные данные в соответствии с заданием в программу“QKIMDDt. BAS” при угле   g₀ = 0 и  g₀ = p/2 . Выполнить расчет переходного процесса без учета насыщения и потерь в стали. Построить графики  i_a=f(t),  i_f=f(t)  (при g₀ = 0)и i_a=f(t)       (при g₀ = p/2),  для чего ввести в программу коэффициент 0.5.

3.2. Ввести исходные данные при угле   g₀ =  0 и выполнить расчет переходного процесса по программе  “PEREHODt. BAS”с учетом насыщения и потерь в стали. 

3.3. Нанести на кривые  i_a=f(t),  i_f=f(t),  рассчитанные по программе  “QKIMDDt. BAS”, значения переменных из программы “PEREHODt. BAS”.

3.4.  Оформить отчет и ответить на вопросы.

4 Методические указания

4.1 К пункту 3.1

Программа моделирования трехфазного КЗ синхронного генератора  без учета насыщения и потерь в стали находится в файле «QKIMDDt. BAS». Программа позволяет вывести данные расчетов в различных опытах в текстовые файлы, отдельные для каждого опыта.

Порядок работы с программой:

Загрузить QBASIC, находящийся в файле  «QBASIC. exe».

В среде QBASIC после нажатия клавиши Esc загрузить файл «QKIMDDt. BAS». Для этого после нажатия клавиши Alt выбрать пункты меню FILE – OPEN, найти файл, отметить его курсором и нажать Enter. После этого на экране появится текст программы.

Запустить программу «QKIMDDt. BAS». Для этого нажать сочетание клавиш Shift+F5  или выбрать пункт меню RUN – START.

Провести расчет переходного процесса в диалоговом режиме:

«Введите номер опыта (не более одного символа)» <ввести номер опыта>

Идентификаторы исходных данных:

UF - U_f  - напряжение обмотки возбуждения, В;

UHF1 - U_нф -  номинальное фазное напряжение, В;

IHF1 - I_нф -  номинальный фазный ток, А;

XGA - X_s - индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора, Ом;

XAD - X_ad - индуктивное сопротивление продольной реакции якоря, Ом;

XAQ - X_aq - индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря, Ом;

XGF - X_sf - индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения, Ом;

R1 - R_a - активное сопротивление обмотки статора, Ом;

RF - R_f - активное сопротивление обмотки возбуждения, Ом;

F1 - f - частота сети, Гц;

H –  шаг интегрирования, с;

KGO - g₀ - угол между осями  A и d , рад;

XGUD - X_syd - индуктивное сопротивление рассеяния демпферной  обмотки по оси d, Ом;

XGUQ - X_syq - индуктивное сопротивление рассеяния демпферной  обмотки по оси q, Ом;

RUD - R_yd - активное сопротивление  демпферной  обмотки по оси d, Ом;

RUQ - R_yq - активное сопротивление  демпферной  обмотки по оси q, Ом;

PSN - P_с.н - потери в стали в номинальном режиме, Вт;

EON - E_о,н - ЭДС холостого хода  при насыщении, В;

FI - j_ном - номинальное значение угла между напряжением и током СГ, В;

P - p - число пар полюсов СГ.

T - t - текущее время, с;

IF - i_f - текущее значение тока возбуждения, о.е.;

IA - i_a - текущее значение тока фазы А статора, о.е..

4.2 К пункту 3.2

Программа моделирования внезапного трехфазного КЗ синхронного генератора  с учетом насыщения и потерь в стали находится в файле «PEREHODt. BAS». Идентификаторы исходных и выходных данных, а также порядок запуска программы аналогичны программе «QKIMDDt. BAS».

5 Содержание отчета

5.1  Привести математическую модель синхронной машины.   

5.2  Распечатать результаты выполнения программ “QKIMDDt. BAS” и “PEREHODt. BAS”.

5.3 Построить графики изменения тока    i_a=f(t) и i_f=f(t)  см. пункт 3.1.  на одном рисунке, и отдельно без учета потерь в стали и насыщения при  g₀ = p/2 - на другом. .

5.4  Провести анализ влияния насыщения и потерь в стали на переходный процесс.

6 Контрольные вопросы

6.1 Математическая модель переходных процессов при ВКЗ синхронного генератора.

6.2   Действующее значение тока ВКЗ.

6.3   Влияние потерь в стали на параметры синхронного генератора.

6.4 Определение мгновенного значения потерь в стали и угла магнитного запаздывания.

6.5   Влияние насыщения и потерь в стали на переходный процесс .

6.6   Параметры синхронной машины     X^²_d , X^²_q  , X^¢_f , X^²_yd , X^²_yq .

6.7 Составляющие тока ВКЗ в момент максимального потокосцепления.

6.8   Постоянные времени T^¢_d  , T^²_d, T^²_q, T_a .

6.9   Порядок решения задачи.

6.10 Решение системы уравнений методом Рунге-Кутта.

6.11 Система относительных единиц.

6.12 Как изменяется ударное значение тока ВКЗ с учетом потерь в стали и насыщения.

6.13 Как изменяются постоянные времени синхронной машины с учетом потерь в стали и насыщения.

7 Библиографический список

7.1 Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины - М.: Энергоатомиздат, 1988.

7.2 Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта  М.: Наука, 1970.-432 с., ил.

7.3 Важнов А.И. Основы теории переходных процессов синхронной машины. - М. : ГЭИ, 1960. -312 с., ил.

7.4 Якимов В.В., Шестаков А.В. Учет потерь в стали в синхронных машинах. Сб. науч. трудов ВятГТУ (N2). Электротехника и энергетика. ВятГТУ, 1997. -211 с., ил.

7.5 Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.А. Электрические машины (специальный курс) - М.: ВШ., 1987. -287с., ил.