FAKULTETELEKTROTEHNIKEIRAUNARSTVA

ZAVODZAELEKTROSTROJARSTVOIAUTOMATIZACIJU

SINKRONISTROJEVI

Prof.dr.sc.MarioVrai

ELEKTROMEHANIKEIELEKTRINEPRETVORBEENERGIJE

SG.2 Krivuljepraznoghodaikratkogspoja,vektorskofazorski dijagram,radnakrutuivlastitumreu

Ak.god.2013/2014 Zagreb,5.11.2013.

2Krivulja(karakteristika)praznoghoda(PH)generatora

PokusompraznoghodaodreujesekarakteristikaPHigubiciuPH

Strujauzbudepraznoghoda:Ifg nezasienogstrojaIf0 stvarna

3Gubiciupraznomhodugeneratora

GubicitrenjaiventilacijePtr,v konstantni(konstantnabrzinavrtnjens) Gubiciueljezu PFe zbogvrtlonihstrujaihistereze Gubiciuuzbudnomnamotu PCuf = If2Rf (+gubiciuzbudnikairegulatora

uzbude)

Gubicizbogvrtlonihstrujaihisterezeseraunajupodijelovimamagnetskogkrugaeljezastatoraprema:

gdjesekh ikwodreujumjerenjima.

2h h FeP k f B m=

2 2 2w w FeP k f B d m=

4Karakteristikepraznoghoda(PH)ikratkogspoja(KS) generatora ABC trokutkratkogspoja

0A uzbudapotrebnazamagnetiziranjestrojaukratkomspojupriIk = In

AC uzbudapotrebnadanadoknadidjelovanjearmaturnestruje reakcijuarmature

0E (AB) induciraninaponukratkomspoju,pokrivapadnaponanarasipnojreaktancijistatorskognamota

Kratkospojniomjer: f0k

fk

Ik

I=

SGT

U V W

F1 F2ns

PH

KS

5Fazorskiivektorskidijagrami Induciraninaponistrujaunamotu

suskalarneveliine,vremenskipromjenjivepremasinusnomzakonu.NjihovetrenutnevrijednostiivremenskipomakizmeunjihovihprolazakakrozmaksimumpokazujeFAZORSKIDIJAGRAM.

Strujnioblog,protjecanjeiindukcijairasporunisuskalarneveliinejerimajuveliinuisvojsmjeruprostoru,paihprikazujemovektorimauprostornomeVEKTORSKOMDIJAGRAMU.

6Vektorskofazorskidijagram(1) Vektoriuvektorskomdijagramuvrtesebrzinom ulijevo.Ekvivalentnaslika

sedobiva,akosvivektoriudijagramumiruju,areferentnaosA rotirabrzinom udesno.

Fazorskidijagramcrtasetakodaseucrtanifazori smatrajunepominima,avremenskaost putasedarotiraudesnokrunomfrekvencijom.

Uzgornjepretpostavke,naistojslicijemogueprikazatifazore naponaistrujaivektoreprotjecanjaiindukcija,papustitijednuzajednikuosA-t,kojainivremenskuost iprostornuosnamotaA darotiraudesno.Tazajednikaospokazujenamtrenutnevrijednostinaponaistruja, iprostornipoloajokretnihprotjecanjaiokretnogpolja magnetskeindukcije.

Dabitakvaslikabilaispravna,trebauzajednikidijagramnacrtatisvefazoreutrenutkut = 0,isvevektoreupoloajutogazauzimajuutrenutkut = 0.

Utakvom,VEKTORSKOFAZORSKOMDIJAGRAMU,vektorindukcijeBuvijekjepomaknutza/2ulijevoodfazora induciranognaponaE.

7Vektorskofazorskidijagram(2)

Atosrotira Atosmiruje

Poloajokretnogprotjecanjaprirotaciji,takavjedaseonosvojomosinaeuosifazeAtonoutrenutkukadizmjeninastrujaufaziAprolazikrozsvojmaksimum.

Uvektorskofazorskom dijagramusmjervektoraprotjecanja identianjesasmjeromfazora struje kojagajeproizvela.

8Dvoosni prikaz rotirajuekoordinate

Uzdunaos dosjeosusmjerusimetralepola

Poprenaos qosjeosusmjerusimetraleizmeupolova

Sveveliineusinkronomstroju(naroitouHG)rastavljajusenauzduneipoprenekomponente

Vektorskofazorski dijagramSGupraznomhodu: - rezultantno protjecanjef - uzbudno protjecanjeB indukcijaurasporuU fazor faznognapona

9Dvoosni koordinatnidqsustav(premaIEC6003410)

Vektorskofazorski dijagramSGoptereenogRLteretom:a armaturnoprotjecanjef uzbudno protjecanjeI armaturnastrujaId , Iq uzduna ipoprenakomponentaarmaturnestruje

q

d f

a

I

Id

Iq

10

ReakcijaarmatureuHGzaraznaoptereenja

djelatno(radno) induktivno kapacitivno

11

MagnetskopoljeTGupraznomhodu

12

MagnetskopoljeTGprinazivnomoptereenju

13

Tumaenjefiktivnoginduciranognaponanaponrotora E0 Umjestouzbudnog protjecanjaiuzbudne strujekoristisefiktivni

induciraninaponuzbudeE0 preraunatnastatorsku(armaturnu)stranu.

Magnetskostanjeglavnogmagnetskogkrugadefiniranojestvarniminduciranimnaponom E.

Vrijedeproporcionalnosti:

E0 If fE Ifrez frezU If0 f0

14

NadomjesnashemasinkronoggeneratoraustacionarnomstanjuUzE0 ufazorski sedijagramuvodireaktancijaXad nakojojvladapadnaponaIXad(vektorskarazlikaizmeuE0 iE).ZbrojreaktancijereakcijearmatureirasipnearmaturnereaktancijepredstavljasinkronureaktancijuXs.

Xad = Xh reaktancijareakcijearmatureX = Xl rasipnareaktancijaarmatureR = Ra djelatniotporarmatureXs = Xd sinkronareaktancija

U

I

I X

E0

d - os

I Xad

E

frez

If

f0

q - os

15

Fazori naponaistrujasinkronogstrojaugeneratorskomsustavuprikazivanja

16

Fazorski dijagramturbogeneratora

Xs = 100 % Xs = 200 %

UtjecajveliinesinkronereaktancijeRLteret

RCteret

U

I

I X

E0

If0

d - os

I Xad

E

If

Ifrez

q - os

17

Vektorskofazorski dijagramturbogeneratora prikonstantnomnaponuzaoptereenja:

a)induktivno b)djelatno c)kapacitivno

18

Fazorski dijagramhidrogeneratora StrujuarmaturetrebarastavitinakomponenteId iIq iondapreraunavatina

uzbudnu stranu(Id iIq)dabisedobilapotrebnauzbudnastrujazazadanooptereenjeHG.

19

Fazorski dijagramhidrogeneratora optereenog:

a)pretenoinduktivno b)djelatno c)pretenokapacitivno

NADUZBUENHG PODUZBUENHG

20

Fazorski dijagramsinkronogmotorasistaknutimpolovima

a)NADUZBUEN b)PODUZBUEN

21

Fazorski dijagramgeneratoraoptereenogRLteretom(I = 0,7In )

E0

I

U

I

U

jIXq

E0

jIXd

jIXd

TGXd = Xq = 200%

HGXd = 120 %, Xq = 60 %

22

Odreivanjesinkronereaktancijeizpokusapraznoghodaikratkogspoja

Kratkospojniomjer:

Sinkronareaktancija

Zasienasinkronareaktancija

100%fkdfg

Ix

I=

1 100 % 100 %fkdzk f0

Ix

k I= =

fk

fk I

Ik 0=

23

Sinkronigeneratorupogonu RADSGNAKRUTUMREU paralelniradSGsdrugim

generatorimailicijelimEES.

RADSGNAVLASTITUMREU (otonirad) SGnapajasamosvojatroila

Generatorinajeeradenakrutojmreizakojujekarakteristinodaimavrstufrekvencijuinapon,paseraunadapromatraniSGnemoemijenjatiteveliine.

Uradunavlastitumreu,SGsvojimregulacijamapogonskogstrojaiuzbudepodeavaf iU.

24

Paralelniradsinkronihgeneratoraskrutommreom

Uvjetisinkronizacije:

a)redoslijedfazageneratoraimreemorabitijednak

b)vrijednostinaponageneratoraimreemorajubitijednakeEG = U

c)frekvencijenaponageneratoraimreemorajubitijednakefG = f

d)faznikutovinaponageneratoraimreemorajubitijednakiG =

25

Dodatnapojanjenja

26

Krivuljeregulacije(1)(porodicakrivuljasfaktoromsnagekaoparametrom)

27

Krivuljeregulacije(2)(porodicakrivuljasfaktoromsnagekaoparametrom)

If

I

P=0

If0

In

Ifn0

cos = 1 cos = 0,8 ind.

cos = 0,5 ind.

cos=0 ind.

cos =0,8 kap.cos = 0,5 kap.

cos=0 kap.

P=0

U = konst. f = konst.

28

Vkrivulje(porodicakrivuljasdjelatnomsnagomkaoparametrom)

U = konst. f = konst.

If

IPn

0,75Pn0,5Pn

0,25Pn

Pn=0

If0

In

Ifn0

cos = 1

29

Vkrivuljeikrivuljeregulacije

U = konst. f = konst.

If

IPn

0,75Pn0,5Pn

0,25Pn

Pn=0

If0

In

Ifn0

cos = 1 cos = 0,8 ind.cos = 0,5 ind.

cos =0,8 kap.cos = 0,5 kap.

30

PorastnaponaU kodrastereenjageneratora

IskljuenjemnazivnooptereenogSGsmreetrenutnoporastenaponzaiznosU.

PremaIECnormamatajporastnaponanebismiobitiveeod50%.

MagnetskikrugSGsenajeeprojektiratakodatajporastnaponaneprelazi30%.

Stvarninajveiporastnaponanakonrastereenjaovisiobrziniregulacijeturbineiuzbude.

U

31

Radsinkronoggeneratoranavlastitumreu

Naveliinufrekvencijeinaponautjeeitroilo. Regulacijomuzbuderegulirasenapon,aregulacijombrzine

vrtnje pomouregulatoranapogonskomstrojuregulirasefrekvencija.

Dabidobilieljenufrekvencijunaponapogonskistrojtrebadavationolikusnagukolikasetroinaradnojkomponentitroila.Tasnagaovisionaponu.Dabidobilieljeninapontrebareguliratiuzbudnu struju.

Zarazlikuodradanakrutojmreikadmreagutasvetojojagregatmoedati,uradunavlastitojmreitroilodiktirazahtijevanudjelatnuijalovusnagu.Troilodiktirafaktorsnage.

32

VanjskekarakteristikeSGuradunavlastitumreu

I

jIXq

jIXv

jIXd

E0

U

Un

U cos = 0 kap. cos = 0,2 kap.

cos = 0,8 kap.

cos = 1

cos = 0,8 ind.

cos = 0 ind.

IIk0 Teret Zv=Rv+jXv

(n = konst. If = konst.)