Характеристики синхронного генератора без учёта насыщения

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт ядерной энергетики (филиал) федерального государственного

Автономного образовательного учреждения высшего образования

«Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

В г. Сосновый бор

Кафедра «Проектирование и эксплуатация АЭС»

 

 

Лабораторная работа №2

 

Дисциплина: Электрооборудование электростанций.

Тема: Исследование трёхфазного синхронного генератора.

Вариант № 2

 

 

Выполнил студент гр. в41901/11 Д.С. Иванов

Руководитель, профессор А.Е. Серов

 

«14» марта 2016

 

 

г. Сосновый Бор

2016

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование работы и характеристик трехфазного синхронного генератора в установившемся режиме при его работе на автономную нагрузку.

 

ПРОГРАММА РАБОТЫ

1. Знакомство с виртуальным оборудованием, используемым для моделирования трехфазного синхронного генератора на основе элементов виртуальной модели «Lab.Synch_Gen.mdl» (рис.1, 2):

· «Simplified Synchronous Machine» –трехфазная синхронная машина из библиотеки «Power System Blockset / Machines»;

· «Machines Measurement » – измеритель параметров состояния машины из библиотеки «Power System Blockset / Machines»;

· «Display, Voltage, Current» – блоки для количественного представления измеренных величин из главной библиотеки «Simulink/Sink»;

· «Scope» – блок для наблюдения тока якоря, скорости и электромагнитной мощности синхронной машины из главной библиотеки «Simulink/Sink»;

· «3-Phase Load» – блок трехфазной нагрузки из библиотеки «Power System Blockset / Extras/Three-Phase Library»;

· «RMS.Vs, RMS.Vs1, RMS.Ef» – блоки, для измерения действующих значений напряжения и тока статора на нагрузке;

· «If и Gain» – блоки для задания ЭДС возбуждения из главной библиотеки «Simulink/Source»;

· «Мuх, Demax» –блоки из главной библиотеки «Simulink/Sygnal & System».

2. Снятие характеристики холостого хода синхронного генератора E₀=f(I_f) при n=const, I_s=0.

3. Снятие характеристики короткого замыкания I_s=f(I_f) при n=const.

4. Снятие внешних характеристик синхронного генератора при разных характерах нагрузки (активная, активно-индуктивная и активно-емкостная) при:

U=f(I_s) при I_f=const, при n=const и cosφ=const.

5. Снятие регулировочных характеристик синхронного генератора при разных характерах нагрузки (активная, активно-индуктивная и активно-емкостная) If=f(Is) при:

U=const, n=const и cosφ=const.

6. Снятие характеристик по пунктам 2÷5 для линейной машины без учета насыщения и для синхронного генератора с учетом насыщения.

7. Составление отчета и формирование выводов и заключения по проделанной работе.

Рисунок 1 – виртуальная модель трёхфазного синхронного генератора «Lab.Synch_Gen.mdl» (для характеристик без учёта насыщения)

Рисунок 2 – виртуальная модель трёхфазного синхронного генератора «Lab.Synch_Gen.mdl» (для характеристик с учётом насыщения)

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Таблица 1 – паспортные исходные данные

№ варианта							ОКЗ
МВА	кВ	Ом	Ом	А	т*м2	о.е.
		6,3	0,022	0,28		0,65	0,63

 

 

РАССЧЕТНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1 Фазное напряжение обмоток статора:

 

2 Номинальный ток статора:

 

3 Номинальный ток возбуждения короткого замыкания:

 

4 Базовое сопротивление обмоток статора:

 

5 Индуктивное сопротивление обмоток статора:

 

 

Характеристики синхронного генератора без учёта насыщения

1.1 Опыты для съёма характеристики холостого хода

 

Таблица 1.1 – характеристика холостого хода

I'f	о.е.	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
If	А
E0	В
E'0	о.е.	0,21	0,41	0,61	0,81	1,00	1,22	1,41	1,60	1,81	2,02

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :

 

1.2 Опыты для съёма внешних характеристик

 

Таблица 1.2.1 – при cos φ = 1 (чисто активная нагрузка)

Kнагр	о.е.	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5
Is	А
U1	В
I's	о.е.	0,000	0,361	0,638	0,818	0,929	1,000	1,044	1,087
U'1	о.е.	1,870	1,806	1,593	1,363	1,161	1,000	0,871	0,725

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :

 

Таблица 1.2.2 – при cos φ = 0,8 и φ > 0 (активно-индуктивная нагрузка)

Kнагр	о.е.	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5
Is	А
U1	В
I's	о.е.	0,000	0,334	0,525	0,654	0,743	0,808	0,857	0,911
U'1	о.е.	1,870	1,551	1,280	1,076	0,923	0,806	0,713	0,607

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :

 

 

Таблица 1.2.3 – при cos φ = 0,8 и φ < 0 (активно-ёмкостная нагрузка)

Kнагр	о.е.	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5
Is	А
U1	В
I's	о.е.	0,000	0,447	0,943	1,286	1,429	1,465	1,458	1,429
U'1	о.е.	1,870	2,235	2,357	2,143	1,785	1,463	1,214	0,951

 

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :

 

 

1.3 Опыты для съёма регулировочных характеристик

 

Таблица 1.3.1 – при cos φ = 1 (чисто активная нагрузка)

Kнагр	о.е.	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5
Is	А
If	А
I's	о.е.	0,000	0,201	0,402	0,599	0,800	1,0	1,201	1,500
I'f	о.е.	1,00	1,04	1,18	1,37	1,61	1,87	2,15	2,58

 

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :

 

 

Таблица 1.3.2 – при cos φ = 0,8 и φ > 0 (активно-индуктивная нагрузка)

Kнагр	о.е.	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5
Is	А
If	A
I's	о.е.	0,00	0,21	0,41	0,60	0,80	1,00	1,20	1,49
I'f	о.е.	1,00	1,21	1,47	1,74	2,03	2,33	2,63	3,09

 

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :

 

 

Таблица 1.3.3 – при cos φ = 0,8 и φ < 0 (активно-ёмкостная нагрузка)

Kнагр	о.е.	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5
Is	А
If	A
I's	о.е.	0,00	0,20	0,40	0,60	0,80	1,00	1,20	1,50
I'f	о.е.	1,00	0,84	0,79	0,88	1,05	1,28	1,55	1,97

 

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :

 

 

1.4 Опыты для съёма характеристик короткого замыкания

 

Таблица 1.4.1 – характеристика короткого замыкания

I”f	о.е.		0,317	0,635	0,952	1,27	1,587	1,904
Is	А
I's	о.е.		0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
I'f	о.е.		0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2

 

 

Пример расчёта для :

 

Пример расчёта для :