Задача 3

Трехфазный синхронный турбогенератор работает на сеть большой мощности напряжением 380 В и имеет следующие номинальные параметры: мощность , коэффициент мощности , номинальное напряжение , частоту , число пар полюсов , угол выбега . Мощность турбины в номинальном режиме работы синхронного генератора .

Характеристика холостого хода генератора задана в виде следующей таблицы:

, %	0	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
, %	5	30	52	72	87	100	112	124	133	142	150

За базовые значения ЭДС и тока возбуждения приняты их значения в режиме холостого хода генератора при подключенном состоянии его к сети.

1. Определить частоту вращения ротора генератора, номинальные значения КПД и тока.

2. Изобразить расчетную электрическую схему замещения синхронного генератора и его упрощенную векторную диаграмму в номинальном режиме работы генератора. По геометрии векторной диаграммы определить синхронное индуктивное сопротивление обмотки фазы статора, ЭДС и величину тока возбуждения (%) в номинальном режиме работы генератора.

3. Сделать вывод уравнения U-образной характеристики синхронного генератора для трех значений активной мощности генератора ( ). Определить значения тока возбуждения (в%), при которых генератор выпадает из синхронизации.

4. Построить в масштабе векторные диаграммы генератора для трех заданных (a, b, c) точек U-образных характеристик синхронного генератора. Данные для расчета взять в табл. 3

Таблица 3.

, кВА			, кВт	, град	a		b		c
					, %	, о.е.	, %	, о.е.	, %	, о.е.
600	0,95	2	625	28	180	0,5	40	0	180	0,5

Решение

1. - номинальная частота вращения.

- КПД.

– номинальный ток.

2. - величина вектора

- падение напряжения на синхронном индуктивном сопротивлении.

– синхронное индуктивное сопротивление фазы обмотки статора.

- относительное значение ЭДС холостого хода.

Рис. 6. Характеристика холостого хода.

- относительная величина тока по характеристике холостого хода.

Рис. 7. Векторная диаграмма

3. - ток обмотки статора

При

– значение относительного тока возбуждения.

При

– значение относительного тока возбуждения.

.

При

– значение относительного тока возбуждения.

.

Рис. 8. U-образные характеристики

Сводная таблица для расчета U-образных характеристик синхронного генератора

		0	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
		5	30	52	72	87	100	112	124	133	142	150
		443,47	326,77	224,07	130,71	60,69	0,00	56,02	112,03	154,05	196,06	233,40
		-	336,43	232,04	140,35	76,45	43,35	69,39	118,60	158,56	199,40	236,07
		-	-	255,18	166,37	111,37	86,98	99,40	136,51	171,46	209,15	243,92

Условие выпадения из синхронизации:

При Р=0: (определяется по U-образной характеристике).

При : .

При : .