Коэффициент короткого замыкания (синхронный генератор)

В синхронном генераторе [1] коэффициент короткого замыкания представляет собой отношение тока возбуждения, необходимого для создания номинального напряжения якоря при разомкнутой цепи, к току возбуждения, необходимому для создания номинального тока якоря при коротком замыкании . [1] [2] Это отношение также можно выразить как обратную величину насыщенного [3] синхронного реактивного сопротивления по прямой оси (в о.е. ): [4]

С С Р = 1 Х С {\displaystyle SCR={\frac {1}{X_{S}}}}

Эффекты значений SCR

Более высокий SCR требует меньшего реактивного сопротивления , что на практике означает больший воздушный зазор . [5] Х С {\displaystyle X_{S}}

Как высокий, так и низкий уровень SCR имеют свои преимущества: [6]

  • низкий SCR:
    • в случае короткого замыкания ток пропорционален SCR, поэтому генераторы с низким SCR требуют меньшей защиты и, следовательно, дешевле;
    • низкий SCR позволяет уменьшить воздушный зазор и уменьшить поле возбуждения, что позволяет уменьшить размер (стоимость) генератора;
    • при низком уровне SCR количество железа и меди уменьшается, что снижает стоимость;
  • высокий SCR:
    • генератор с высоким SCR обеспечивает большую мощность при перегрузке, повышая устойчивость системы в случае возникновения непредвиденных обстоятельств ;
    • Высокий SCR изначально обеспечивает меньшие колебания напряжения в случае колебательной нагрузки, тем самым способствуя стабильности системы;
    • Генератор с высоким SCR имеет большую синхронизирующую мощность, что упрощает параллельную работу генераторов.

Таким образом, на практике при проектировании генератора ищут SCR, который сбалансирует преимущества и недостатки для конкретного применения. [7]

SCR является мерой электрической жесткости (также известной как коэффициент синхронизации [8] ) машины. Коэффициент синхронизации пропорционален SCR. [9] Жесткая машина имеет более высокий SCR, более слабо связана с сетью и, таким образом, медленнее следует за ней. Менее жесткая машина с более низким SCR (типичная ситуация для современных h=генераторов) будет следовать за сетью быстрее. [3] Жесткость — это отношение изменения выходной мощности к изменению угла мощности . Например, если частота системы уменьшается, более жесткий генератор обеспечивает большую мощность, тем самым способствуя стабильности системы. [8]

Эффекты строительства

Чем больше SCR, тем меньше реактивное сопротивление (Xd) и индуктивность Ld генератора переменного тока. Это является результатом больших воздушных зазоров в конструкции генератора (как в гидрогенераторах или машинах с явнополюсными двигателями). Это приводит к тому, что машина слабо связана с сетью, и ее реакция будет медленной. Это увеличивает устойчивость машины при работе в сети, но одновременно увеличивает способность машины выдерживать ток короткого замыкания (более высокий ток короткого замыкания) и, следовательно, увеличивает размер машины и ее стоимость. Типичные значения SCR для гидрогенераторов переменного тока могут находиться в диапазоне от 1 до 1,5.

И наоборот, чем меньше SCR, тем больше реактивное сопротивление генератора (Xd), тем больше Ld. Это происходит из-за небольших воздушных зазоров в конструкции машины (как в турбогенераторах или машинах с цилиндрическим ротором). Машины тесно связаны с сетью, и их реакция будет быстрой. Это снижает устойчивость машины при работе в сети и снижает способность подачи тока короткого замыкания (меньший ток короткого замыкания), меньшие размеры машины и, следовательно, меньшую стоимость. Типичные значения SCR для турбогенераторов могут находиться в диапазоне от 0,45 до 0,9.

Ссылки

  1. ^ ab Лоуренс Ф. Дрбал; Патрисия Г. Бостон; Кайла Л. Вестра; Black & Veatch. Power Plant Engineering (ред. 1996 г.). Springer. стр. 241.
  2. ^ AKSawney (2011). Курс по проектированию электрических машин (6-е изд.). Dhanpat Rai and co., стр. 11.18.
  3. ^ ab Das 2017, стр. 493.
  4. ^ Луи 2014, стр. 641.
  5. ^ Болдеа 2018, стр. 314.
  6. ^ Эхья и Фаиз 2022, стр. 33–34.
  7. ^ Эхья и Фаиз 2022, стр. 34.
  8. ^ ab Ray 2014, стр. 290.
  9. ^ Рэй 2014, стр. 292.

Источники

  • Луис, М. Мария (2014). Элементы электротехники. Восточноэкономическое издание. PHI Learning. ISBN 978-81-203-4852-3. Получено 01.07.2023 .
  • Эхья, Хоссейн; Фаиз, Джавад (2022). Электромагнитный анализ и мониторинг состояния синхронных генераторов. Серия IEEE Press по системам электропитания и энергетики. Wiley. ISBN 978-1-119-63607-6. Получено 01.07.2023 .
  • Дас, Дж. К. (2017). Короткие замыкания в системах переменного и постоянного тока: стандарты ANSI, IEEE и IEC. CRC Press. ISBN 978-1-4987-4542-0. Получено 2023-07-02 .
  • Болдеа, И. (2018). Справочник по электрогенераторам - Двухтомный комплект. CRC Press. ISBN 978-1-4987-2351-0. Получено 2023-07-10 .
  • Гош, С. (2012). Электрические машины. Pearson Education India. ISBN 978-81-317-7602-5. Получено 2024-09-13 .
  • Рэй, С. (2014). Электроэнергетические системы: концепция, теория и практика. PHI Learning. ISBN 978-81-203-4951-3. Получено 2024-09-14 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Короткозамкнутый_отношение_(синхронный_генератор)&oldid=1261471017"