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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，應根據三相同步發(fā)電機突然短路的數學(xué)公式分析，觀(guān)察突然短路時(shí)定子繞組以及勵磁繞組的瞬間電流。試驗時(shí)，首先調節同步電機輸出電壓等于額定電壓380V，并記錄此時(shí)發(fā)電機的轉速、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、試驗目的
1、掌握超導體閉合回路磁鏈守恒原則。
2、熟悉三相突然短路的物理分析，短路電流及時(shí)間常數的計算。
3、了解瞬變電抗和超瞬變電抗及其測定方法。
4、 觀(guān)察三相同步發(fā)電機在空載狀態(tài)下突然短路時(shí)定子繞組以及勵磁繞組通過(guò)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(guò)流保護的發(fā)電機輸出用空氣開(kāi)關(guān)）動(dòng)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。將轉速調整到額定值，電壓調整到技術(shù)條件規定的數值，無(wú)規定時(shí)，按額定電壓的95％調整。
1、試驗設備、試驗方法和注意事項
試驗前，須仔細檢查被試發(fā)電機裝配和安裝質(zhì)量，如電樞繞組端部綁扎是否牢固、轉子緊固螺釘是否旋緊、發(fā)電機與安裝基礎是否可靠等。另外，還應測量發(fā)電機繞組對機殼和相互間（可能時(shí)）的絕緣電阻并應合格。
用于短路的開(kāi)關(guān)一般使用三相交流接觸器，其額定電流應在被試發(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(kāi)關(guān)與發(fā)電機出線(xiàn)端的連接引線(xiàn)應盡可能短，并有足夠的截面積。各連接點(diǎn)不允許存在松動(dòng)或接觸不良現象。另外，要求三對觸點(diǎn)合、斷時(shí)的時(shí)間差不應大于15°（電角度）。
為了確保試驗人員的安全，在進(jìn)行短路試驗時(shí)，不允許任何人留在被試發(fā)電機、短路開(kāi)關(guān)及引線(xiàn)附近。
試驗時(shí)，被試發(fā)電機應經(jīng)過(guò)運行，達到或接近熱狀態(tài)。
如無(wú)其他規定，斷路前，被試發(fā)電機處在空載而勵磁（應為他勵）相應于1.05倍額定電壓的運行狀態(tài)。短路開(kāi)關(guān)突然合上，歷時(shí)3s后打開(kāi)。
2、測取三相短路電流的有關(guān)要求
在有要求時(shí)，應測取短路時(shí)的電樞電流。此時(shí)，應事先在電樞繞組與短路開(kāi)關(guān)的接線(xiàn)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(xiàn)錄波器或專(zhuān)用記錄裝置。
試驗前，應將錄波器或專(zhuān)用記錄裝置的記錄波形進(jìn)行電流比例的調定，使短路時(shí)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(guò)程中，要考慮三相開(kāi)關(guān)的延時(shí)性，并嚴禁發(fā)電機勵磁電流回路跳閘。通過(guò)量取記錄的短路電流波形幅值，與試驗前定標的波形相比較，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(shí)驗接線(xiàn)圖 |
三、計算數據
根據電機學(xué)可知定子電流一般應為周期分量、非周期分量和2次諧波等三個(gè)分量之和。若忽略2次諧波，則有：
根據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(huà)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(shí)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(huà)出三相突然短路電流波幅的包絡(luò )線(xiàn)。
將所攝錄電流波形的各個(gè)波峰值繪制在坐標紙上，然后用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)，就得到一相電流波形的上下兩條包絡(luò )線(xiàn)，如圖3所示。如果起始幾個(gè)電流波峰之間的時(shí)間間隔不相等，則應按實(shí)際量得的時(shí)間間隔繪制。
3、將各項電流的周期分量與非周期分量分開(kāi)。
兩瞬時(shí)包絡(luò )線(xiàn)的距離的中點(diǎn)的連線(xiàn)（即圖3中虛線(xiàn)所示），為非周期分量電流衰減曲線(xiàn)。兩者代數差的一半（即虛線(xiàn)至包絡(luò )線(xiàn)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態(tài)短路電流IK（∞），即得電流曲線(xiàn)（△i‘K+△i‘‘K），將其繪于半對數坐標紙上，將（△i‘K+△i‘‘K）曲線(xiàn)后半部的直線(xiàn)部分延伸到縱坐標上，其交點(diǎn)即為短路電流瞬變分量的初始值△i‘K(0)。在半對數坐標紙上，曲線(xiàn)（△i‘K+△i‘‘K）與直線(xiàn)△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(shí)間的關(guān)系也畫(huà)在半對數坐標紙上，并將其延伸到縱坐標軸，則交點(diǎn)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(shí)間常數T'd、T"d及Ta
電樞繞組短路時(shí)的直軸瞬變時(shí)間常數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(shí)所需要的時(shí)間。
電樞繞組短路時(shí)的直軸超瞬變時(shí)間常數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(shí)所需要的時(shí)間。
電樞繞組短路時(shí)的非周期分量時(shí)間常數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(shí)所需的時(shí)間。
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