Моделирование внезапного короткого замыкания синхронного генератора с демпферной обмоткой

Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Лабораторная работа № 2

“Моделирование внезапного короткого замыкания синхронного генератора с демпферной обмоткой”

Факультет: ЭМ

Группа: ЭМ-31

Студент: Денисенко А. А.                                  Преподаватель: Пастухов В.В.                                                 

Новосибирск 2008 г

1.Цель работы:

Математическое моделирование внезапного короткого замыкания синхронного генератора с демпферной обмоткой. Определение влияния демпферной обмотки на переходный процесс.

2.Исходные данные:

Параметры генератора:

Тип генератора: СВ 430/210

3. Программа работы:

Выполнить моделирование переходного процесса.  Для исследования внезапного короткого замыкания (В. К. З.) синхронного явнополюсного генератора воспользуемся системой управления Парка-Горева, записанных в относительных единицах:

Решение этой системы выполняется при следующих допущениях:

1.  Насыщение магнито-провода отсутствует;

2.  Частота вращения генератора в переходном режиме остается постоянной и равной синхронной ;

3.  Параметры генератора остаются не изменными.

Принятые допущения превращают систему уравнений  в линейные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами. Для упрощения расчетов они приводятся к нулевым начальным условиям путем разложения токов и напряжений на вынужденные и переходные составляющие:

                

При К. З. в режиме Х. Х.генератора:

, где -значение тока, протекающего по О. В. до В. К. З..

 (в режиме Х. Х. );

;

     

После подставления  в ; а так же подставив  :

Определитель системы  дает характеристическое уравнение:

Среди корней имеются вещественные и комплексные корни:

- постоянная времени демпферной обмотки по продольной оси при замкнутых обмотках возбуждения и статора.

- постоянная времени затухания апериодических токов обмотке статора.

-постоянная времени демпферной обмотки по поперечной оси при замкнутой обмотке статора.

, где

, где

-сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси.

- сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси.

Решение системы  с учетом НУ имеет вид:

 где

-установившиеся значения токов.

-максимальные значения переходных и сверхпереходных апериодических токов.

-фазовый сдвиг периодических составляющих токов.

       Преобразуем к нормальной форме Коши:

где -определитель матрицы из выражения :

;

     

  

  

По оси q:

Расчет индуктивных сопротивлений

.

Начальное значение тока возбуждения, равное установившемуся значению определяется следующим образом:

Решая систему:

Начальные значения потокосцеплений:

Амплитуды составляющих токов id, iq.

При исследовании на ЭВМ были получены значения, аналогичные рассчитанным:

i_dуст=-0,874

i_qуст=-0.00166

i_fуст=0,972

Таблица 1.Сравнение расчетных значений токов и данных, полученных с помощью программы на ЭВМ.

Параметр	Расчетные значения	Данные из графиков
idуст	-0,874	-0,877
iqуст	-0,00166	-0.00167
ifуст	0,972	0,971
	-4,386	-5,05
	3,571	4,173
	1,449	1,457

Токи id и if имеют апериодическую, состоящую из переходной и сверхпереходной составляющих, и периодическую составляющие, а ток iq только периодическую, так как по оси q потокосцепление равно нулю (ось q совпадает с фазой А). Установившиеся значения токов id, iq, if и их амплитудные значения совпадают с рассчитанными ранее.

Ток id  имеет апериодическую, состоящую из переходной и сверхпереходной составляющих, и периодическую составляющие, а ток iq только периодическую,

При уменьшении сопротивления Rуd не изменяется апериодическая составляющая  токов id и if, а периодическая составляющая уменьшается у тока if, а у тока id увеличивается. Уменьшается периодическая составляющая тока iq. Время затухания токов изменяется. Установившиеся значения токов не изменяются. При увеличении сопротивления Rуd все наоборот.

.