Metoda synchronní impedance

The Synchronní impedance Metoda nebo Emf metoda vychází z konceptu nahrazení účinkureakce armatury imaginární reaktancí. Pro výpočet regulace vyžaduje synchronní metoda následující data; Jedná se o odpor kotvy na fázi a charakteristiku otevřeného obvodu. Charakteristikou otevřeného obvodu je graf napětí obvodu a proudu pole. Tento způsob také vyžaduje zkratovou charakteristiku, která je grafem zkratu a proudu pole.

Obsah:

• Zkouška stejnosměrného odporu
• Test otevřeného obvodu
• Zkouška zkratu
• Výpočet synchronní impedance
• Předpoklady v metodě synchronní impedance

Pro synchronní generátor jsou uvedeny následující rovnice

Kde,

Pro výpočet synchronní impedance Z_s se měří a pak hodnota E_a vypočtena. Z hodnot E_a a V, vypočte se regulace napětí.

Měření synchronní impedance

Měření synchronní impedance se provádí následujícími způsoby. Jsou známé jako

• Zkouška stejnosměrného odporu
• Zkouška otevřeného obvodu
• Zkratová zkouška

Zkouška stejnosměrného odporu

Při této zkoušce se předpokládá, že alternátor je zapojen do hvězdy s vinutím stejnosměrného pole, jak je znázorněno na schématu zapojení níže.

Měří stejnosměrný odpor mezi každou dvojicí svorek buď metodou ampérmetru - voltmetru, nebo pomocí Wheatstonova můstku. Průměr ze tří sad hodnoty odporu R_t je vzat. Hodnota R_t se dělí 2, aby se získala hodnota DCodpor na fázi. Vzhledem k tomu, že efektivní AC odpor je větší než stejnosměrný odpor vlivem účinku kůže. Účinný AC odpor na fázi je tedy získán násobením stejnosměrného odporu faktorem 1,20 až 1,75 v závislosti na velikosti stroje. Typická hodnota pro výpočet by byla 1,25.

Test otevřeného obvodu

V zkouška otevřeného obvodu pro určení synchronní impedance. \ talternátor běží při jmenovité synchronní rychlosti a svorky zátěže jsou udržovány otevřené. To znamená, že zatížení je odpojeno a proud pole je nastaven na nulu. Schéma zapojení je uvedeno níže.

Po nastavení proudu pole na nulu se postupně postupně zvyšuje proud pole. Koncové napětí E_t se měří v každém kroku. Budící proud může být zvýšen o 25% více, než je jmenovité napětí. Graf je vykreslen mezi fázovým napětím E s otevřeným obvodem_str = E_t/ √3 a proud pole I_F. Křivka se tak nazývá Open Circuit Characteristic (O.C.C). Tvar je stejný jako normální magnetizační křivka. Lineární část O.C.C je rozšířena, aby vytvořila linku vzduchové mezery.

The Charakteristika otevřeného obvodu (O.C.C) a čára vzduchové mezery je znázorněna na obrázku níže.

Zkouška zkratu

V zkratová zkouška, svorky kotvy jsou zkratovány přes tři ampéry, jak je znázorněno na obrázku níže.

Proud pole by měl být nejprve snížen napřed spuštěním alternátoru. Každý ampérmetr by měl mít rozsah větší než jmenovitá hodnota plného zatížení. Alternátor je pak spuštěn synchronní rychlostí. Stejně jako v testu s otevřeným obvodem se proudový proud postupně zvyšuje v krocích a v každém kroku se měří proud kotvy. Proud pole se zvětší, aby se dosáhlo proudů kotvy až 150% jmenovité hodnoty.

Hodnota proudu pole Pokud a průměrV každém kroku se provedou tři odečty ampérmetru. Graf je vynesen mezi proud Ia kotvy a proud pole If. Takto získaná charakteristika se nazývá Charakteristiky zkratu (S.C.C). Tato charakteristika je přímka, jak je znázorněno na obrázku níže.

Výpočet synchronní impedance

Následující kroky jsou uvedeny níže pro výpočet synchronní impedance.

• Charakteristiky otevřeného obvodu a zkratová charakteristika jsou vykresleny na stejné křivce.
• Určete hodnotu zkratového proudu I_sc a udává jmenovité napětí alternátoru na fázi.
• Synchronní impedance Z_S Potom se bude rovnat napětí s otevřeným obvodem děleným zkratovým proudem při tomto proudu pole, který udává jmenovitý EMF na fázi.

Synchronní reaktance se stanoví jako

Graf je uveden níže.

Z výše uvedeného obrázku považujeme proud pole I_F = OA, která produkuje jmenovité napětí alternátoru na fázi. V souladu s tímto proudem pole je napětí otevřeného obvodu AB

Proto,

Předpoklady v metodě synchronní impedance

Níže jsou uvedeny následující předpoklady provedené metodou synchronní impedance.

• Synchronní impedance je konstantní

Synchronní impedance se stanoví z O.C.C a S.C.C. Je to poměr napětí otevřeného obvodu ke zkratovému proudu. Jsou-li hodnoty O.C.C a S.C.C lineární, pak synchronní impedance Z_S je konstantní.

• Tok při zkušebních podmínkách je stejný jako při zatížení.

Předpokládá se, že daná hodnota poleproud vždy produkuje stejný tok. Tento předpoklad zavádí značnou chybu. Když je kotva zkratována, proud v armatuře zpožďuje generované napětí o téměř 90 stupňů, a proto je reakce kotvy téměř demagnetizující.

• Účinek reakčního toku kotvy může býtnahrazen úbytkem napětí, který je úměrný proudu kotvy a pokles napětí reakce kotvy je přičítán poklesu napětí kotvy.
• Magnetická reluktance k toku kotvy je konstantní bez ohledu na účiník.

Pro válcový rotorový stroj, tento předpokladje v podstatě pravdivá z důvodu rovnoměrné vzduchové mezery. Regulace získaná metodou synchronní impedance je vyšší než regulace dosažená skutečným zatížením. Proto je tato metoda také nazývána Pesimistická metoda.

Při nižších excitacích Z_S je konstantní, protože charakteristiky otevřeného obvodu se shodují s vedením vzduchové mezery. Tato hodnota Z_S se nazývá lineární nebo Nenasycená synchronní impedance. S rostoucí excitací je však efektem saturace snížení Z_S a hodnoty za lineární částí otevřeného obvodu zvaného jako Nasycená hodnota synchronní impedance.