SU546990A1 - Способ уменьшени тока коротокого замыкани синхронного генератора - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроэнергетики . Оно может быть использоваио в автономных, например, судовых электроэнергетических системах. Судовые автоматические выключатели, обеспечивающие защиту от коротких замыканий (к. з.), обладают приемлемыми характеристиками по разрывной способности после падени  тока в конечной стадии к. 3., но по электродинамической устойчивости не допускают ударных токов к. з. более 130 кА.

В современном судостроении наблюдаетс  непрерывный рост потребности в электроэнергии , котора  может быть удовлетворена за счет увеличени  мощности электроэнергетических систем. На крупных судах необходимый уровень мощности станции и отдельных агрегатов достигает таких значений, что при прин том номинале напр жени  (400 В) ударные значени  тока к. з. могут превышать допустимые дл  коммутационных аппаратов пределы . Это обсто тельство вынуждает к поиску рациональных путей уменьп.1ени  ударных величин тока к. з.

Известными способами уменьшени  величин тока к. 3.  вл ютс  следующие: повышение номинального напр жени  судовой сети, установка в статорной цепи генераторов токоограничивающих реакторов 1.

Повышение номинального напр жени  генератора при сохранении мощности обусловливает меньпше токи генератора, в том числе и в режиме к. з. Однако при внедрении в автоно .мных электростанци х другого номинального напр жени  необходимо создать судовое электрооборудование на новое напр жение. Все потребители одновременно перевести на более высокое напр жение не удаетс , часть потребителей остаетс  на напр жение 400 В и требует установки дополнительных трансформаторов . Это вызывает рост веса и габаритов приемников электроэнергии. Кро.ме того, стоимость разработки электрооборудовани  на новое номинальное напр жение чрезвычайно велика, а сама разработка требует длительного времени. Следовательно, способ уменьшени  тока к. 3. за счет повышени  номинального напр жени  генераторов имеет существенные недостатки.

Способы уменьшени  тока к. з. за счет установки в статорной цепи генераторов токоограничиваюших устройств св заны с большими дополнительными потер ми мощности и напр жени , большими габаритами и весом таких устройств. В р де случаев установка токоограничивающих реакторов приводит к невозможности автоматического распределени  реактивной мощности между параллельно работающи .ми генераторами.

Блил-сайшим техническим решением к насто щему изобретению  вл етс  у.меньшение

тока к. 3. синхронного генератора путем фиксации начала режима к. з. 2J. По этому способу ограничение тока осуществл етс  за счет включени  в цеиь генератора резонансного контура. Однако такой ,снособ требует применени  доиолнительного оборудовани  и ириводит к дополнительным потер м мощности.

Все указанные способы умеиьшают ток к. з. не только в переходно.м, но и в установивше.мс  режиме к.з., что расцениваетс  как недостаток этих способов.

Цель изобретени  - уменьшени  установленной мощности путем ограничеии  ударного тока к.з. Дл  этого но предлагаемому способу уменьшени  тока к. з. синхронного генератора в начале режима к.з. напр жеине на обмотке возбуждени  генератора измен ют по знаку и увеличивают по величине в 20-50 раз.

На фиг. 1 и 2 приведены осциллограммы тока (га) и напр жени  (t/a) одной из фаз статора и тока возбуждени  (if) генератора при глухом трехфазном к. з. Осциллограммы на фиг. 1 соответствуют случаю к. з. без применени  предлагаемого способа, на фиг. 2 - при применении способа, обеспечивающего малое изменение тока возбуждени  в начальной стадии к. 3. В первом случае возбуждение синхронного генератора осуществл лось от независимого источника посто нного напр жени , а во втором-ири использовании предлагаемого способа. Включение на к. з. производилось в момент равенства нулю мгновенного значени  фазного напр жени . Максимальные всилески токов статора и возбуждени  измер ютс  относительно их значений в установившихс  режимах.

Физические процессы, на использовании которых основан предлагаемый способ ограничени  ударных токов к.з., .могут быть ио снены следующим образом.

Потокосцепление обмотки статора генератора в начальной стадии внезапиого к. з., к которой относитс  н врем  возникновени  ударного тока к. 3., можно приближенно иолагать посто иной величиной. Если генератор прин ть идеальным и без демпферных контуров, то из услови  посто нства потокосцеплений обмоток генератора вытекает, что ток в об.мотке статора проиорциоиален току возбуждени . Всплеск тока возбуждени  в начале режима к. 3., обусловленный взаимной индуктивностью обмоток возбуждени  и статора, достигает величины 5-10 ло отношению к току возбуждени  холостого хода. Этим на основании пропорциональности токов возбуждени  и статора объ сн етс  значительна  величина тока к. 3., точно совпадающего по времени с всплеском тока возбуждени . Ограничение тока возбуждени  позвол ет вли ть на ударный ток к.з. в сторону его уменьшени . Если в пределе добитьс  стабилизации тока возбуждени  в режиме к.з. (сохранени  его доаварийного значени ), то периодическа  составл юща  тока к.з. будет ограничена своим установившимс  значением. Последнее у автономных генераторов в 8-12 раз меньше, чем значение периодической составл ющей ударного тока к.з. У реальных синхронных генераторов рассмотренна  зависимость тока к.з.

от тока возбуждени  сохран етс .

Стабилизаци  тока возбуждени  соответствует работе источиика питани  обмотки возбуждени  в начале процесса к. з. в режиме источника тока, а не источника напр жени ,

как это имеет место в обычных системах возбуждени  синхронных генераторов.

Стабилизаци  тока возбуждени  в начале режима к.з. с малы.ми, например в 2-3 раза, его увеличеии ми по сравнению с исходными

величинами может быть достигнута временными изменени ми по знаку и зиачительным увеличением по модулю напр жени  возбуждени , например в 20-50 раз по отношению к напр жению возбуждени  холостого хода.

Осциллограммы на фиг. 1 и 2 показывают эффективность стабилизации тока возбуждени ; ударный ток к.з. лабораторной генераторной установки уменьшен в 3 раза.

Claims (2)

1.«Судостроение № 11, 1966, стать  А. Л. Котовищикова и др. «О возможности увеличени  мощности судовой электростанции с ломощью токоограничивающих реакторов.

2.Bernhard Kahler, Die Begrenzungskupplung , ein Befrag zum Kurzschlupproblem des Verbundbetriebes «Electrotechnische Zeitschrift № 9, 1966 Г.

K,ff

АА

ITa I

.e

l.f 3,4-0. e