5439978877

218

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY

Nr 9

W braku danych powyższych (zdarza się to często w praktyce), otrzymamy je w wyniku prostych pomiarów badanego generatora. W tym celu musimy wyznaczyć:

1)    charakterystykę biegu luzem E_n f(/_[Ł),

2)    charakterystykę trzybiegunowego zwarcia oa zaciskach I_k - f (7^).

3)    jeden punkt charakterystyki obciążenia E — f(I„) dla I = const = /, oraz cos<f = 0 (czyli E E_x oraz I._k = / dla / — /| i cos <p = 0).

Wykonanie tych pomiarów- nie nastręczy nam żadnych trudności. Nie koliduje ono z normalnym ruchem siłowni, gdyż badany generator możemy załączyć na rezerwowy system szyn zbiorczych. Dla zdjęcia charakterystyki zwarcia należy sporządzić szynę, zwierającą trzy fazy, o odpowiednim przekroju; zmontujemy ją bądź za wyłącznikiem generatora, którym niewzbudzony generator załączamy na to zwarcie, bądź za zapasowym wyłącznikiem, którym zwarcie będziemy załączali na szyny zbiorcze.

Przy pomiarach wystarczy naogół dokładność przyrządów tablicowych, jedynie przy odczycie napięcia pożądana jest większa precyzja; używałem w tym celu przyrządu ,,Multavi' Hartman-Brauna, przyłączonego do transforma-torka 6000/110 V; zastąpienie amperomierza wzbudzenia przyrządem dokładniejszym byłoby połączone z większemi trudnościami. W czasie pomiarów regulator napięcia generatora musi być unieruchomiony.

Trzeci punkt pomiarów, t. j. obciążenie generatora prądem czysto indukcyjnym, wykonamy przy pracy równoległej badanej maszyny z innemi prądnicami. Odpowiednia regulacja wzbudzeń oraz dopływów pary pozwoli spełnić wymagane warunki. Wobec zupełnej niedokładności wskaźników spółczynnika mocy oraz małej dokładności miernika kilowatów w okolicy 0 — ustalimy moment cos <f 0 drogą obserwacji licznika energji oddawanej (zatrzymanie się tarczy i zmiana kierunku obrotów przy przejściu wartości cos f przez 0).

Wyniki powyższych pomiarów, przedstawione na rys. 1, pozwolą wyznaczyć dwie ważne wielkości charakterystyczne:

Metodą Potier wyznaczymy wielkość w %. Dla prądu h— 2 000 A (dla którego znamy punkt charakterystyki obciążenia przy cos <p 0) znajdziemy z charakterystyki zwarcia punkt B', przedstawiający odpowiednią wielkość prądu wzbudzenia. Ze znanego nam punktu A odmierzam} poziomo w lewo odcinek AC B'0 (ze względu na duży magnetyzm szczątkowy badanego generatora przyjmujemy punkt 0 nie wpoczątku spółrzędnych, lecz w punkcie, gdzie na osi odciętych przecinają się przedłużenia obu charakterystyk: zwarcia i biegu luzem).

Prosta CD. równoległa do prostolinjowego początku charakterystyki biegu luzem, da w przecięciu z krzywą E_n — f (/ ) punkt D, wyznaczający wielkość ED napięcia, (aklycznie indukowanego w uzwojeniu stojana generatora przy /    2 000 A i / = 560 A. Indukcyjny spadek napięcia

wewnątrz uzwojenia stojana będzie E_s' DF G'H'

1 525 V (oporność omową uzwojenia stojana możemy pominąć, stanowi bowiem ona dla dużych jednostek wielkość rzędu 0,1 — 0,3% oporności indukcyjnej).

AF B'H' przedstawia wielkość rozmagnesowującego oddziaływania twornika dla /i 2 000*amp., cos = 0, wyrażoną w jednostkach wzbudzenia.

Wyżej zastosowana konstrukcja Potier'a opiera się. jak widzimy, na fakcie, iż wielkości oddziaływania twornika oraz wewnętrznego indukcyjnego spadku napięcia są identyczne przy określonym prądzie w wypadku zwarcia na zaciskach oraz w wypadku obciążenia czysto indukcyjnego.

Boki trójkąta AFD, równego trójkątowi B'H'G' („trójkąt Potier’*), są proporcjonalne do prądu lu Więc dla prądu /= I_n 2 260 A będzie:

DF.

2260

2000

1525

2260

20:0

= 1723 V

1723

U ■ ^1C0= 5250 ^{100    32}'^8%

zaś w odniesieniu do napięcia sieci zamiast nominalnego napięcia generatora:

1723

5000

100

34,5%

Wyznaczymy stosunek prądu zwarcia na zaciskach Iko ^{= 945} A, przy wzbudzeniu biegu luzem 1₁    144 A,

odpowiadającem napięciu nominalnemu sieci na zaciskach generatora nieobciążonego En = 5 000 V — do prądu nominalnego /„    2 260 A:

ho    945

h    2260

Z wyznaczonej wielkości e_s wyliczymy z łatwością wielkość reaktancji rozproszenia generatora (dla jednej fazy uzwojenia):

-0,418    ......(la)

32,8.5250

— ----- = 0,44 oma

100.2260 . |/ 3

Rozporządzamy obecnie wszystkiemi danemi, potrzeb-nemi do dalszego obliczenia. Zastosujemy w niem metodę wykreślną Riidenberga [1], w założeniu swem zupełnie dokładną i zaleconą przez przepisy niemieckie [11J. Równolegle przedstawimy metodę analityczną, opracowaną przez 01-lendorfa [41, która opiera się na tejże metodzie wykreślnej, lecz, stosując spółczynniki empiryczne, pozwala obejść się bez właściwej charakterystyki biegu luzem badanej maszyny, przez co prowadzi prędzej do ostatecznego wyniku.

A. Wyznaczenie ustalonego prądu zwarcia.

1) Zwarcie na zaciskach generatora.

Wielkość prądu zwarcia będzie zależała od stopnia wzbudzenia maszyny w chwili zwarcia, czyli od stopnia jej obciążenia.

Siła elektromotoryczna, indukowana w rzeczywistości w uzwojeniu stojana, pokrywa jedynie spadek napięcia, wywołany przez prąd zwarcia na samoindukcji uzwojenia:

Równocześnie prąd zwarcia /_ko, jako prąd bezwatowy (stale pomijamy bardzo małą oporność rzeczywistą uzwojenia stojana) działa rozmagnesowująco na pole główne generatora. Jeżeli dla dowolnego stanu wzbudzenia generatora, przedstawionego np. odcinkiem OB" (rys. 1), poprowadzimy równoległą do przeciwprostokątnej trójkąta Potier: B’ G | BG i z G" spuścimy prostopadłą do przecięcia z osią odciętych w H", to otrzymamy trójkąt B"G”H'\ podobny do trójkąta BGH. Napięcie reaktancji będzie E_s — G" H ", zaś B" H" przedstawi reakcję twornika dla prądu zwarcia przy wzbudzeniu OB".

Ponieważ przy prądzie normalnym /„    2 260 A reak

cja twornika równa się BH, więc prąd zwarcia dla wzbudzenia / = 520 A (punkt B") będzie:

/,. = H" B". ²²⁶⁰ = H" B".

⁰    HB    330

— H" B" ■ 6,85 = 468.6,85    3200 A.

Liczba 6,85 jest dla danego wykresu „skalą⁴⁴ prądów zwarcia (np. dla wzbudzenia biegu luzem — 144'A, ho 6,85. . HnB„ = 6,85.138    940 A; z charakterystyki zwarcia mamy

945 A).