 |
|
Переходные процессы в синхронном генераторе
При коротком замыкании
О постоянстве потокосцеплений
В сверхпроводящем контуре
Активные сопротивления обмоток СГ (статора, возбудителя, успокоителей) малы по сравнению с индуктивными сопротивлениями и ими можно пренебречь. В таком случае каждая обмотка может быть представлена как сверхпроводящий контур, для которого справедлив закон постоянства потокосцепления.
Рассмотрим схему (рисунок 9.16), на которой демонстрируются взаимодействия перемещающегося постоянного магнита N – S и катушки ОВ, не имеющей активного сопротивления.
Для такой схемы при 
имеем 
, 
, а при 
, 
и потокосцепления составляют 
, 
.
| Рисунок 9.16 – Пояснение к теореме о постоянстве потокосцеплений в сверхпроводящем контуре |
возникает такой по величине и по направлению ток, который создает поток самоиндукции 
.
По закону Кирхгофа для катушки ОВ можно записать, что
, где 
; 
.
Таким образом, для сверхпроводника справедливы соотношения
; 
.
Этот поток остается постоянным (в первый момент) при любых обстоятельствах. Если, например, первоначально поток 
, то он должен сохраняться.
Характер изменения тока в контуре при различных начальных условиях показан на рисунке 9.17.
Рисунок 9.17 – Изменение тока в контуре при различных
Начальных условиях
Свободный ток 
, наводимый внешним полем, затухает с постоянной времени Т, а вместе с ним затухает и поле самоиндукции. С течением времени затухает совсем, 
, и в контуре остается только поле взаимоиндукции.
| Рисунок 9.18 – Составляющие тока при коротком замыкании СГ |
Мы можем представить себе, что контур – это обмотка возбуждения синхронного генератора, а магнит – это поле продольной размагничивающей реакции якоря, возникающей в результате к.з. В ответ на продольную реакцию якоря образуется скачок тока возбуждения, а следовательно – скачок ЭДС, являющейся функцией тока и потока
и ток короткого замыкания, определяемый соотношением 
, возрастает.
Это показано на рисунке 9.18.
Из рисунка 9.18 видно, что в СМ (в отличие от цепи r - L) после
к.з. ЭДС увеличивается скачком и точно также увеличивается ток, соответствующий этой ЭДС. Суммарный ток в начальный момент времени может превосходить номинальный ток в 10…20 раз. Хорошо видно также, что в СМ затухает не только свободный (апериодический) ток , но и установившийся (периодический) ток.
Это важное отличие СМ от электрической цепи r – L.