СМ без успокоительной обмотки (у.о.)

До возникновения переходного процесса в СМ имеют место следующие потоки (Рис.37)

Рис.37

Фв – поток обмотки возбуждения;

Фsв – поток рассеяния обмотки возбуждения;

Фd – поток воздушного зазора;

Фаd – поток продольной реакции статора на ротор;

Фd – поток, полезносцепленный с обмоткой статора;

Фврез – поток, полезносцепленный с обмоткой возбуждения или результирующий;

При отсутствии насыщения каждый из потоков и их отдельные составляющие можно рассматривать независимо друг от друга.

При нормальном режиме работы СМ магнитный поток обмотки возбуждения Ф_в, который был бы при холостом ходе машины, состоит из потока рассеяния ротора Фsв и полезного потока Ф_d. В свою очередь полезный поток Ф_d является геометрической разностью продольного потока в воздушном зазоре Ф_d и потока продольной реакции статора Ф_аd. Результирующий магнитный поток Ф_врез, сцепленный с обмоткой возбуждения, складывается из потока Ф_d и потока рассеяния Ф_sв. В момент нарушения режима при внезапном КЗ увеличивается магнитный поток реакции статора на ротор на величину ΔФ_аd, т.к. в обмотке статора протекает ток КЗ. В ответ на эту реакцию увеличивается ток возбуждения и, следовательно, увеличивается поток обмотки возбуждения на ΔФ_в. Согласно закону Ленца баланс магнитных потоков в начальный момент не изменится, т.е.

ΔФ_аd= ΔФ_в.

А приращения потокосцеплений DY_аd и DY_в должны компенсировать друг друга, т.е.

DY_аd + DY_в =0

или

, ( 28.1)

где - сопротивление продольной реакции статора;

- сопротивление обмотки возбуждения; I_*с – ток статора.

Из (28.1) следует, что различие между приращением тока статора и приведенного к статору приращения тока возбуждения обусловлено лишь реактивностью рассеяния обмотки возбуждения.

В ненасыщенной машине поток рассеяния обмотки возбуждения Ф_sв составляет лишь некоторую постоянную долю от потока возбуждения Ф_в, которая называется коэффициентом рассеяния обмотки возбуждения.

С увеличением потока Ф_в пропорционально ему увеличивается поток Ф_sв, что приводит к уменьшению потока Ф_d до значения Ф¢_d. Следовательно, в начальный момент короткого замыкания только поток Ф_врез сохраняет свое предшествующее значение. Если результирующее потокосцепление обмотки возбуждения Y_врез рассматривать как потокосцепление на холостом ходу машины, то его часть связанная со статором, будет:

Y¢ =(1 - s)×Y_врез.

Зная потокосцепление Ψ_{врез ,} полезносвязанное с обмоткой возбуждения, и коэффициент рассеяния обмотки возбуждения s, можно определить ту часть потокосцепления, которая полезно связана с обмоткой статора. Причем, это потокосцепление Y¢_* обуславливает ЭДС статора , которая в начальный момент п.п. сохраняет свое предшествующее значение.

С другой стороны этому потокосцеплению соответствует ЭДС

Прибавив и отняв в правой части выражения jI_*c∙X_*dполучим

, где

, т.е:

.

Таким образом, в начальный момент п.п. генератор без успокоительной обмотки характеризуется ЭДС , называемой поперечной переходной ЭДС и сопротивлением , называемым продольной переходной реактивностью. Следовательно, в практических расчетах для определения начального значения тока КЗ, когда в схеме имеется генератор без у.о., его необходимо вводить в схему замещения своей переходной ЭДС и переходным сопротивлением , которое должно быть приведено к базисным условиям.

а) б)

Рис.38

величина задается в паспортных данных генератора и определяется опытным путем.