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發(fā)電機(jī)突然短路試驗(yàn)的步驟和計算公式
發(fā)布時間:2019-01-14 10:19:20  ▏閱讀:

 

新聞主題

發(fā)電機(jī)突然短路試驗(yàn)的步驟和計算公式

 

在突然短路試驗(yàn)中,應(yīng)根據(jù)三相同步發(fā)電機(jī)突然短路的數(shù)學(xué)公式分析,觀察突然短路時定子繞組以及勵磁繞組的瞬間電流。試驗(yàn)時,首先調(diào)節(jié)同步電機(jī)輸出電壓等于額定電壓380V,并記錄此時發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電壓、定子電流、勵磁電流以及校正直流測功機(jī)的電樞電流。

 

一、試驗(yàn)?zāi)康?/span>

 

1、掌握超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t。

2、熟悉三相突然短路的物理分析,短路電流及時間常數(shù)的計算。

3、了解瞬變電抗和超瞬變電抗及其測定方法。

4、 觀察三相同步發(fā)電機(jī)在空載狀態(tài)下突然短路時定子繞組以及勵磁繞組通過的瞬間電流波形。

5、測定突然短路電流;

6、檢查保護(hù)裝置(主要是具有過流保護(hù)的發(fā)電機(jī)輸出用空氣開關(guān))動作的可靠性。

 

二、試驗(yàn)步驟

 

短路試驗(yàn)前,柴油發(fā)電機(jī)組空載運(yùn)行。將轉(zhuǎn)速調(diào)整到額定值,電壓調(diào)整到技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值,無規(guī)定時,按額定電壓的95%調(diào)整。應(yīng)進(jìn)行三相之間短路、兩相之間短路、一相對中性線短路共3次試驗(yàn)。當(dāng)保護(hù)裝置不動作時,應(yīng)盡快人工切斷電路。允許進(jìn)行1次調(diào)整后再次進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)后應(yīng)檢查機(jī)組是否出現(xiàn)損傷。

1、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)方法和注意事項(xiàng)

試驗(yàn)前,須仔細(xì)檢查被試發(fā)電機(jī)裝配和安裝質(zhì)量,如電樞繞組端部綁扎是否牢固、轉(zhuǎn)子緊固螺釘是否旋緊、發(fā)電機(jī)與安裝基礎(chǔ)是否可靠等。另外,還應(yīng)測量發(fā)電機(jī)繞組對機(jī)殼和相互間(可能時)的絕緣電阻并應(yīng)合格。

用于短路的開關(guān)一般使用三相交流接觸器,其額定電流應(yīng)在被試發(fā)電機(jī)額定電樞電流的2倍以上,并由遠(yuǎn)程電路控制。短路開關(guān)與發(fā)電機(jī)出線端的連接引線應(yīng)盡可能短,并有足夠的截面積。各連接點(diǎn)不允許存在松動或接觸不良現(xiàn)象。另外,要求三對觸點(diǎn)合、斷時的時間差不應(yīng)大于15°(電角度)。

為了確保試驗(yàn)人員的安全,在進(jìn)行短路試驗(yàn)時,不允許任何人留在被試發(fā)電機(jī)、短路開關(guān)及引線附近。

試驗(yàn)時,被試發(fā)電機(jī)應(yīng)經(jīng)過運(yùn)行,達(dá)到或接近熱狀態(tài)。

如無其他規(guī)定,斷路前,被試發(fā)電機(jī)處在空載而勵磁(應(yīng)為他勵)相應(yīng)于1.05倍額定電壓的運(yùn)行狀態(tài)。短路開關(guān)突然合上,歷時3s后打開。

2、測取三相短路電流的有關(guān)要求

在有要求時,應(yīng)測取短路時的電樞電流。此時,應(yīng)事先在電樞繞組與短路開關(guān)的接線中串聯(lián)電流互感器或分流器(建議采用后者),它們采集的短路電流信號輸人給多線錄波器或?qū)S糜涗浹b置。

試驗(yàn)前,應(yīng)將錄波器或?qū)S糜涗浹b置的記錄波形進(jìn)行電流比例的調(diào)定,使短路時的三相電流波形處于較合適的幅度和位置。記錄短路電流波形的過程中,要考慮三相開關(guān)的延時性,并嚴(yán)禁發(fā)電機(jī)勵磁電流回路跳閘。通過量取記錄的短路電流波形幅值,與試驗(yàn)前定標(biāo)的波形相比較,得出三相短路電流值。突然短路試驗(yàn)后,被試發(fā)電機(jī)應(yīng)不產(chǎn)生有害變形,并能承受正常的耐電壓試驗(yàn)。

 

三相同步發(fā)電機(jī)突然短路實(shí)驗(yàn)接線圖.png

圖1 發(fā)電機(jī)突然短路實(shí)驗(yàn)接線圖

 

三、計算數(shù)據(jù)


根據(jù)電機(jī)學(xué)可知定子電流一般應(yīng)為周期分量、非周期分量和2次諧波等三個分量之和。若忽略2次諧波,則有:  

 

相電流的表達(dá)公式-柴油發(fā)電機(jī)組.png

 

根據(jù)上述相電流的表達(dá)式,可以確定瞬變分量電流、超瞬變分量電流以及非周期分量電流的分離方法和步驟如下:

 

1、畫出突然短路的電流波形圖

三相同步發(fā)電機(jī)在空載額定電壓下三相同步發(fā)電機(jī)突然短路時定子繞組的電流波形。

 

突然短路的電流波形圖-柴油發(fā)電機(jī)組.png

圖2 突然短路的電流波形圖

 

2、畫出三相突然短路電流波幅的包絡(luò)線。

將所攝錄電流波形的各個波峰值繪制在坐標(biāo)紙上,然后用平滑的曲線連接起來,就得到一相電流波形的上下兩條包絡(luò)線,如圖3所示。如果起始幾個電流波峰之間的時間間隔不相等,則應(yīng)按實(shí)際量得的時間間隔繪制。

3、將各項(xiàng)電流的周期分量與非周期分量分開。

兩瞬時包絡(luò)線的距離的中點(diǎn)的連線(即圖3中虛線所示),為非周期分量電流衰減曲線。兩者代數(shù)差的一半(即虛線至包絡(luò)線的距離)為該瞬間電流的周期分量,再求出三相電流周期分量的平均值。

 

三相同步發(fā)電機(jī)突然短路電樞電流波形圖.png

圖3 發(fā)電機(jī)突然短路電樞電流波形圖

 

4、瞬變分量(△i‘K)和超瞬變分量(△i‘‘K)。

如圖4所示,從電樞電流周期分量中減去穩(wěn)態(tài)短路電流IK(∞),即得電流曲線(△i‘K+△i‘‘K),將其繪于半對數(shù)坐標(biāo)紙上,將(△i‘K+△i‘‘K)曲線后半部的直線部分延伸到縱坐標(biāo)上,其交點(diǎn)即為短路電流瞬變分量的初始值△i‘K(0)。在半對數(shù)坐標(biāo)紙上,曲線(△i‘K+△i‘‘K)與直線△i‘K在同一瞬間的差值即為短路電流的超瞬變分量△i‘‘K。把超瞬變電流分量與時間的關(guān)系也畫在半對數(shù)坐標(biāo)紙上,并將其延伸到縱坐標(biāo)軸,則交點(diǎn)即為超瞬變分量電流的起始值△i‘‘K(0)。

 

發(fā)電機(jī)瞬變分量分析圖.png

圖4 發(fā)電機(jī)瞬變分量分析圖

 

5、確定時間常數(shù)T'd、T"d及Ta

電樞繞組短路時的直軸瞬變時間常數(shù)T'd是電樞電流瞬變周期分量自初始值△i‘K(0)衰減到0.368△i‘K(0)時所需要的時間。

電樞繞組短路時的直軸超瞬變時間常數(shù)T"d是電樞電流超瞬變分量自初始值△i‘‘K(0)衰減到0.368△i‘‘K(0)時所需要的時間。

電樞繞組短路時的非周期分量時間常數(shù)Ta是電樞電流非周期分量Ia1自初始值衰減到0.368初始值時所需的時間。

 

 


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