Выбор схемы питания обмотки возбуждения синхронного генератора на базе асинхронной машины Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

2. Система планово-предупредительного ремонта и технического

обслуживания электрооборудования сельскохозяйственных предприятий /Госагропром СССР. - М.: Агропромиздат, 1987. -191 с.

3. ГОСТР 51180-98 Материалы электроизоляционные. Требования

безопасности и методы испытаний.

4. Воскресенский В. Ф. Испытания изоляции электрооборудования до

35 кВ повышенным напряжением. - М.: «Энергия», 1972. - 80 с.

5. Матвиенко Д.А., Новичкова Ю.В. Испытание изоляции электрообо-

рудования импульсным напряжением//Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. - №4. - С. 10-11.

6. Чуенков В. А. Современное состояние теории электрического пробоя

твердых диэлектриков // Успехи физических наук. - 1954. - Т. LIV, вып. 2. - С. 185-230.

7. ГОСТ 6433.3-71 Материалы электроизоляционные твердые. Методы

определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении.

УДК 621.314 И.В. Голубцова

Челябинская государственная агроинженерная академия

ВЫБОР СХЕМЫ ПИТАНИЯ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА БАЗЕ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Аннотация

В работе рассматриваются электрические машины обкаточно-тормозных стендов, используемых при ремонте двигателей внутреннего сгорания. Электрические машины с фазным ротором переводятся в режим синхронного генератора. Обмотка ротора питается постоянным током. Представлен выбор схемы питания обмотки возбуждения синхронного генератора на базе асинхронной машины.

Ключевые слова: резервный источник электропитания, обкаточный стенд, двигатель внутреннего сгорания.

I.V. Golubtsova

Chelyabinsk State Agriculture Engineering Academy

CHOOSING POWER WINDING DIAGRAM OF STIMULATION SYNCHRONY-GENERATOR ON THE BASIS OF ASYNCHRONY-MACHINE

Annotation

In the article the author deals with electronically machines of roller-braking test benches, used during pep airs of internal-combustion engines. Electrical machines with phase rotor is transformed in the rate of synchrony-generator. Rotor winding is powered with direct current. The author describes choosing diagram of test benches of winding of stimulation synchrony-generator on the basis of asynchrony-machine.

Key words: spare source of electrical power, roller-braking test-bench, internal-combustion engine.

Возможность использования асинхронной машины с фазным ротором в режиме синхронного генератора показана в работах [1,2]. При этом обкаточно-тормозные стенды сельскохозяйственных предприятий по ремонту

двигателей внутреннего сгорания могут работать в качестве резервных источников электропитания.

Трехфазная обмотка ротора асинхронной машины с фазным ротором используется в качестве обмотки возбуждения синхронного генератора, на которую подаётся постоянный ток. Обмотка ротора на заводе-изготовителе соединена по схеме «звезда», и изменять схему нецелесообразно, трудно осуществимо и практически нереализуемо в условиях эксплуатации. В этом случае возможны два варианта питания роторной обмотки постоянным током (рис.1а и рис.2а).

Сравнение этих схем проведем на основе анализа магнитодвижущих сил (МДС), создаваемых обмоткой ротора. Для удобства математических выкладок обозначим фазы обмотки ротора А, В,С.

При протекании тока по обмотке ротора по схеме рис.1 а каждой фазой создается своя МДС, диаграмма МДС представлена на рис 1б. Из диаграммы видно, что результирующая МДС н-ой гармоники равна:

Fv - 2Рфу ■

УЖ I-

3

(1)

где Рфу - МДС одной фазы.

Получим результирующую МДС обмотки аналитически, если фазные МДС:

IäV - Ре

УЖХ

фу

(жх 2ж fßv = Рфу • cosv\---г

^ г 3

где х - пространственная текущая координата;

т - полюсное деление.

Результирующая МДС любой гармонической:

(2)

(3)

Отношение первой гармонической МДС обмотки ротора к первой гармонической МДС одной фазы составляет:

с 2FA -sin — -5-= - - -Уз -1,73 F-h F<h

т.е. при подаче постоянного тока на две фазы обмотки ротора результирующая МДС больше МДС одной фазы в 1,73 раза.

При протекании тока возбуждения по обмотке ротора по схеме рис.2.а в создании результирующей МДС генератора участвуют все три фазы обмотки ротора. При этом

1 = 1л = ~(IB + Io)'

IB = Io = 0'51Л. Как следует из векторной диаграммы (рис.2 б), амплитуда результирующей МДС любой гармонической составляющей равна:

V7T

FV = F4» •[ 1 +C0Sy I = 2F4¡y -cos

2 VJ 6 '

cos

86

ВЕСТНИК КГУ, 2010. №1

Рис. 1. Схема питания обмотки ротора с использованием двух фаз (а) и диаграмма МДС (б)

резервных источников электроэнергии //Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1990. - №4. - С. 37-38.

2. Чернопятов Н.И., Петров Г. А. Применение обкаточных стендов в качестве резервных источников электроэнергии/Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1982.-- №8. - С. 28-30.

УДК 621.313

В.И. Мошкин, Д.Н. Шестаков, А.А. Данилов, В.И. Афтаев

Курганский государственный университет

ОБ УСТАНОВКЕ ГЕНЕРАТОРНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ В БЛОКАХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПРИ ИХ МОДЕРНИЗАЦИИ

Аннотация

Показана необходимость установки генераторных выключателей в блоках электростанций при их модернизации.

Ключевые слова: генератор, выключатель, короткое замыкание, трансформатор.

V.I. Moshkin, D.N. Shestakov, A.A. Danilov, V.I. Aftaev

Рис. 2. Схема использования трёх фаз обмотки ротора (а) и диаграмма МДС (б)

Значение МДС в любой точке внутри статора (пространственная координата х) определим аналитически через МДС всех фаз в соответствии с выражением (5):

Отношение первой гармонической МДС обмотки ротора к первой гармонической МДС одной фазы составляет:

ABOUT GENERATING SWITCHES INSTALLATION IN POWER STATIONS BLOCKS AT THEIR MODERNIZATION

Annotation

Necessity of installation of generating switches for blocks of power stations is shown at their modernisation.

Key words: the generator, the switch, short circuit, the transformer.

Главные схемы тепловых электростанций, построенные в 50-70-х годах прошлого века, были выполнены по схеме блока «генератор-трансформатор» без выключателя на генераторном напряжении. Такая схема, обладая простотой и надежностью, обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка лишь со стороны энергосистемы. Генератор при этом, обладая большой кинетической энергией, продолжает подпитывать место повреждения со своей стороны в течении длительного времени, вызывая значительные повреждения в трансформаторе. Установка генераторного выключателя при модернизации позволит уменьшить масштаб повреждений.

Оценим токи короткого замыкания (к.з.) при внутреннем повреждении в блочном трансформаторе электростанции на примере повреждения в блочном трансформаторе ТДЦ125000/110 при инциденте, произошедшем 12.08.2007 году на ТЭЦ. Расчетная схема электроустановки представлена на рис.1.

Таким образом, схема возбуждения с питанием постоянным током только двух фаз обмотки ротора (рис.1 а) создаёт больше МДС (и магнитный поток), чем схема с использованием трёх фаз обмотки ротора (рис.2 а). Поэтому схема по рис.1 а является более предпочтительной.

Список литературы

1. Емец В. Ф., Петров Г. А. Применение обкаточных стендов в качестве

G

10,5 кВ

i

115 кВ Q

Рис.1. Расчетная схема электроустановки Исходные данные. Генератор ТВФ-120-2У3: S =125

Т

C

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 5

87