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新聞主題 |
發(fā)電機突然短路試驗的步驟和計算公式 |
在突然短路試驗中，應(yīng)根據(jù)三相同步發(fā)電機突然短路的數(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。試驗時，首先調(diào)節(jié)同步電機輸出電壓等于額定電壓380V，并記錄此時發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、電壓、定子電流、勵磁電流以及校正直流測功機的電樞電流。
一、試驗?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、檢查保護裝置（主要是具有過流保護的發(fā)電機輸出用空氣開關(guān)）動作的可靠性。
二、試驗步驟
短路試驗前，柴油發(fā)電機組空載運行。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。
1、試驗設(shè)備、試驗方法和注意事項
試驗前，須仔細(xì)檢查被試發(fā)電機裝配和安裝質(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)電機與安裝基礎(chǔ)是否可靠等。另外，還應(yīng)測量發(fā)電機繞組對機殼和相互間（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)電機額定電樞電流的2倍以上，并由遠程電路控制。短路開關(guān)與發(fā)電機出線端的連接引線應(yīng)盡可能短，并有足夠的截面積。各連接點不允許存在松動或接觸不良現(xiàn)象。另外，要求三對觸點合、斷時的時間差不應(yīng)大于15°（電角度）。
為了確保試驗人員的安全，在進行短路試驗時，不允許任何人留在被試發(fā)電機、短路開關(guān)及引線附近。
試驗時，被試發(fā)電機應(yīng)經(jīng)過運行，達到或接近熱狀態(tài)。
如無其他規(guī)定，斷路前，被試發(fā)電機處在空載而勵磁（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。
試驗前，應(yīng)將錄波器或?qū)Ｓ糜涗浹b置的記錄波形進行電流比例的調(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。突然短路試驗后，被試發(fā)電機應(yīng)不產(chǎn)生有害變形，并能承受正常的耐電壓試驗。
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圖1 發(fā)電機突然短路實驗接線圖 |
三、計算數(shù)據(jù)
根據(jù)電機學(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：
根據(jù)上述相電流的表達式，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)電機在空載額定電壓下三相同步發(fā)電機突然短路時定子繞組的電流波形。
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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)按實際量得的時間間隔繪制。
3、將各項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。
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圖3 發(fā)電機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，則交點即為超瞬變分量電流的起始值△i‘‘K(0)。
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圖4 發(fā)電機瞬變分量分析圖 |
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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