Синхронизация на мощността и коефициента на момента
Дефиниция на синхронизиращата мощност
Синхронизиращата мощност, означена като Psyn, е дефинирана като вариацията в синхронната мощност P спрямо промените в ъгъла на натоварване δ. Тя е известна също като жесткост на свързването, фактор на стабилност или фактор на жесткост и количествено изразява вродената тенденция на синхронната машина (генератор или мотор) да поддържа синхронизацията при свързване с безкрайни шини.
Принцип на поддържане на синхронизацията
Разглеждаме синхронен генератор, който предава постоянна мощност Pa при ъгъл на натоварване δ0. Временна разтърсение, което причинява ускорение на ротора (например, увеличение на δ с dδ), премества точка на работа към нова крива на постоянна мощност, увеличавайки натоварването до Pa+δP. Тъй като механичната входяща мощност остава непроменена, допълнителното електрическо натоварване забавя ротора, възстановявайки синхронизацията.
Обратно, ако разтърсението забавя ротора (намаляване на δ), натоварването пада доa Pa−δP. Постоянната входяща мощност после ускорява ротора, възстановявайки синхронизацията.
Коефициент на синхронизиращата мощност: Мера за ефективността на корекцията
Ефективността на този механизъм за само-корекция зависи от скоростта на промяна на прехода на мощността спрямо вариациите в ъгъла на натоварване. Това е количествено изразено чрез коефициента на синхронизиращата мощност, който математически представлява как мощността се коригира, за да възстанови равновесие след разтърсение.
Този принцип подчертава фундаменталната роля на синхронизиращата мощност в поддържането на стабилността на мрежата, позволявайки на синхронните машини самостоятелно да противодействат на разтърсения и да поддържат стационарна операция.
Мощността на изхода на фаза на генератор с цилиндричен ротор и коефициент на синхронизиращия момент
В много синхронни машини Xs >> R. Следователно, за машина с цилиндричен ротор, пренебрегвайки насищането и съпротивлението на статора, уравненията (3) и (5) стават
Единица на коефициента на синхронизиращата мощност Psyn
Коефициентът на синхронизиращата мощност е изразен в ватове на електрически радиан.
Ако P е общият брой на пари полюси на машината.
Коефициентът на синхронизиращата мощност на механичен радиан е даден от уравнението, показано по-долу:
Коефициентът на синхронизиращата мощност на механичен градус е даден като:
Коефициент на синхронизиращия момент
Коефициентът на синхронизиращия момент е дефиниран като момента, генериран при синхронна скорост, където синхронизиращият момент специфично отговаря на момента, даващ синхронизираща мощност при тази скорост. Означаван с τsy, коефициентът е изразен чрез уравнението:
Където,
m е броят на фазите на машината
ωs = 2 π ns
ns е синхронната скорост в обиколки в секунда
Значимостта на коефициента на синхронната мощност
Коефициентът на синхронната мощност Psyn количествено изразява жесткостта на магнитното свързване между ротора и статора на синхронната машина. По-висока стойност на Psyn означава по-жестко свързване, но прекомерна жесткост може да изложи машината на механични удари от внезапни промени в натоварването или доставката — потенциално повредяващи ротора или обмотките.
Посочените по-горе две уравнения (17) и (18) показват, че Psyn е обратнопропорционален на синхронната реактивна мощност. Машина с по-големи въздушни разстояния показва относително по-ниска реактивна мощност, правейки я по-жестка от машина с по-малки въздушни разстояния. Тъй като Psyn е прямо пропорционален на Ef, машината, която е надвъзбудена, демонстрира по-голяма жесткост от недовъзбудена.
Възстановителната способност е максимална, когато δ = 0 (т.е. при нулево натоварване), докато тя намалява до нула, когато δ = ±90∘. В тази точка машината достига нестабилно равновесие и границата на стационарната стабилност. Следователно, управление на машина при тази граница на стабилност е невъзможно поради нулевата й съпротивителност срещу малки разтърсения — освен ако не е оборудвана със специализирана бързо действаща система за возбуждане.
Препоръчано
