Máy phát điện đồng bộ làm việc với tải không đối xứng - chương 5

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (115.15 KB, 3 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Ch−¬ng 5.

Máy phát điện đồng bộ l

μ

m việc với tải không đối xứng

5.1 Đại c−ơng.

Chế độ tải không đối xứng của máy điện đồng bộ xáy ra khi
- Tải của 3 pha không bằng nhau.

- Khi có ngắn mạch khơng đối xứng trong hệ thống điện lực, hoặc đầu cực máy phát

Chế độ tải không đối xứng th−ờng gây nên các hiện t−ợng bất lợi, nh−: điện áp không

đối xứng; các sóng điều hoμ s.đ.đ vμ dịng điện bậc cao; lμm tăng tổn hao; rơto nóng vμ

m¸y rung.

Để phân tích chế độ tải khơng đối xứng ta dùng ph−ơng pháp phân l−ợng đối xứng.

Ph©n dòng điện v điện áp thnh 3 thnh phần thứ tự thuận; ngợc v không.

0
2
1
2
2
1
1
1
1
1
I

I
I
a
a
a
a
I
I
I
c
b
a
&
&
&
&
&
&

= 5-1

0
2
1
2
2
1
1
1
1

1
U
U
U
a
a
a
a
U
U
U
c
b
a
&
&
&
&
&
&
= 5-2

trong đó: a = ej2π /3; a2 = ej4π /3; 1 + a + a2 = 0

Dßng ®iÖn kÝch tõ it chØ sinh ra s.®.® øng với thnh phần thứ tự thuận E0 = E1 còn các

s.đ.đ thứ tự ngợc v không, không tồn tại E2 = Et0 = 0 nh− vËy:

; ; 5-3

1
1
1
1 U I Z

E& = & + & 0=U&2 +I&2Z2 0=U&0 +I&0Z0

Từ các phơng tr×nh 5-1; 5-2 vμ 5-3 ta suy ra

5-4
⎪
⎭
⎪
⎬
⎫
−
−
−
=
−
−
−
=
−
−
−
=
0
0
2

2
2
1
1
0
0
0
2
2
1
1
0
2
0
0
2
2
1
1
0
)
(
)
(
)
(
Z
I
Z
I

a
Z
I
E
a
U
Z
I
Z
I
a
Z
I
E
a
U
Z
I
Z
I
Z
I
E
U
c
b
a
&
&
&

&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&

Các ph−ơng trình 5-1; 5-2 vμ 5-3 lμ cơ sở để phân tích chế độ tải khơng đối xứng. Nó

gồm 9 ph−ơng trình có chứa 12 ẩn số, (E0, Z1; Z2; Z0 đã biết), muốn giải đ−ợc tuỳ tng

trờng hợp cụ thể ta phải bổ sung thêm 3 phơng trình nữa.

5-2 Cỏc tham s của máy phát điện đồng bộ khi lμm việc ở tải khơng đối xứng.

1. Tỉng trë thø tù thn Z1 = r1 + jx1

Tổng trở thứ tự thuận Z1 chính lμ tổng trở của máy lúc tải đối xứng, với x1 = xđb máy

cùc Èn, m¸y cùc låi lμ xdtheo h−íng däc trơc vμxq theo h−íng ngang trơc.

2. Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r1 + jx1

S.t.đ của hệ thống ng−ợc, quay ng−ợc với tốc độ đồng bộ vì vậy tốc độ t−ơng đối của nó

so víi r« to lμ 2n1. Nã cảm ứng dòng điện trong dây quấn rôto có tần sè 2f . Víi m¸y cùc

lồi nếu ta coi rơto đứng n thì từ tr−ờng quay ng−ợc có tốc độ 2n1 lμ do dịng điện 2 pha

tÇn sè 2f ë stato lƯch nhau vỊ thêi gian mét góc 900 v không gian 900tạo nên, hình 5-1.

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Nh vậy từ trờng do các dòng điện dọc trục v ngang trục nh hình 5-1 sẽ không hổ

cảm với nhau v ta có mạch điện thay thÕ theo h−íng däc trơc nh− h×nh 5-2 vμ ngang trơc

nh− h×nh 5-3.

Hình 5-1 Mơ hình máy phát Hình 5-2 H−ớng dọc trục có Hình 5-3 H−ớng ngang trục có 
đồng bộ ứng với thứ tự ng−ợc dây quấn cản (a); khơng có (b) dây quấn cản (a); khụng cú (b)

Trên các mạch điện thay thế: x điện kháng tản phần ứng; xd điện kháng dọc trục

phần ứng; xq điện kháng ngang trục phần ứng; xt điện kháng tản của dây quấn kích thích;

xcd điện kháng tản dọc dây quấn cản; xcq điện kháng tản ngang trục dây quấn cản.

Theo cỏc mch in thay thế trên ta xác định đ−ợc điện kháng dọc trc v ngang trc.

- Khi có dây quấn cản: - Khi không có dây quấn c¶n

cd
t

d

u
u
d

x
x
x
x
x

σ
σ
σ

1
1
1

+
+
+
=

′′ 5-5

t
d
u

u
d

x
x
x
x

σ
σ

1
1

+
+
=

′ 5-6

cq
q

u
u
q

x

x
x

σ 1 1

+
+

′′ 5-7 xq′ = xσu + xuq = xq 5-8

Nh vậy khi có dây quấn cản

2
2

q

d x

x

x = ′′ + ′′ , th−êng xd′′ ≈ xq′′ nên x2 = xd = xq 5-9

Khi không có dây quấn cản

2
2

q

d x

x

x = + ′ 5-10

Th−êng xσ− < x2 < x1, víi máy cực ẩn x2* = 0,12 - 0,25 còn máy cực lồi có dây quấn cản

x2* = 0,15 - 0,35 v không có dây quấn cản x2* = 0,3 - 0,6.

Điện trở thứ tự ng−ợc r2 = r− + rr/2 (Với rr lμ điện trở rôto đã quy đổi về phần ứng).

Xác định x2 vμ r2 bằng thí nghiệm: Đặt điện áp thấp vμo dây quấn stato quay rôto ng−ợc

chiều từ tr−ờng quay với tốc độ n1 đo U2; I2; P2 của một pha từ đó tính đ−ợc:

2
2
2

I
U

Z = ; 2

2
2
2

I
P

r = ; 2

2
2
2

2 z r

x = −

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

3. Tæng trë thứ tự không Z0 = r0 + jx0

Dòng điện thø tù kh«ng I0 trong 3 pha cïng pha nhau vỊ thêi gian nh−ng lƯch pha nhau

vỊ kh«ng gian một góc 1200 sinh ra trong khe hở các s.t.đ ®Ëp m¹ch cïng pha nhau vỊ thêi

gian nh−ng lƯch pha về không gian 1200. Khi phân tích các s.t.đ thnh các sóng điều ho

thì chỉ có các s.t.đ bội cđa 3 lμ tån t¹i, nh− 3, 9, 15, ... Các dòng điện cảm ứng trong dây

qun kớch thớch vμ dây quấn cản bởi từ tr−ờng đó rất bé, do đó x0 chủ yếu do từ tr−ờng tản

rảnh v đầu nối gây nên. Với máy cực ẩn x0* = 0,02 - 0,10; m¸y cùc låi x0* = 0,02 - 0,20.

Điện trở thứ tự không r0 lớn hơn r không nhiều nên thờng coi r0 = r−.

Các tham số Z0; r0; x0 có thể xác định bằng thực nghiệm. Nối nối tiếp 3 pha dây quấn

stato đặt điện áp thấp vμo vμ cho rôto quay với tốc độ đồng bộ, xác định các giá trị U0; P0

vμI0 từ đó suy ra:

2
0
2
0
0

2
0
0
0
0

0 ;

3
;

3 I x Z r

P
r
I

U

Z = = = −

5.3 ảnh h−ởng của tải không đối xứng đối với máy phát điện đồng bộ

Khi tải khơng đối xứng trong máy chỉ có thμnh phần thứ tự thuận vμ ng−ợc, cịn thμnh

phÇn thø tự không thờng rất bé hoặc không tồn tại vì dây quấn 3 pha thờng đợc nối Y

v trung tớnh nối đất. Từ tr−ờng do dòng điện thứ tự ng−ợc th−ờng gây nên các hiện t−ơng

bất lợi cho máy phát, nh−: Điện áp không đối xứng lμm tăng tổn hao, rơto nóng vμ máy

rung động.

1. Điện áp khi tải không đối xứng.

Khi tải không đối xứng điện áp đầu cực của máy phát sẽ không đối xứng, nghĩa lμ

chúng có biên độ khơng bằng nhau vμ góc lệch pha khác 1200. Điều nμy ảnh h−ởng xấu

đến h dựng in.

2. Tổn hao tăng v rôto nóng.

Khi tải không đối xứng từ tr−ờng quay ng−ợc sinh ra dịng điện có tần số 2f ở rơto lμm

tăng tổn hao ở rơto vμ lμm cho rơto nóng lên, đồng thời tăng tổn hao vμ giảm hiệu suất.

3. Hiện tợng máy rung.

Khi ti khụng i xng do tác dụng t−ơng hổ giữa từ tr−ờng cực từ với từ tr−ờng quay

ng−ỵc cđa stato vμ tõ tr−êng quay thuận với từ trờng của các dòng điện có tần sè 2f ë

rôto. chúng sẽ gây nên các mômen quay có dấu thay đổi vμ lực đập mạch với tần số 2f tác

dụng tiếp tuyến với bề mặt rôto lμm cho máy bị rung động vμ gây ồn.

Th−ờng chỉ cho phép máy đồng bộ lμm việc lâu dμi với tải khơng đối xứng khi dịng

điện các pha không v−ợt quá định mức vμ mức độ sai lệch dịng điện các pha khơng q

10% đối với máy cực ẩn; 20% với máy cực lồi.

</div>

Máy phát điện đồng bộ làm việc với tải không đối xứng - chương 5

Máy phát điện đồng bộ l

μ

m việc với tải không đối xứng

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về