Kortsluitverhouding van 'n Sinkrone Masjien

Die Kortsluitverhouding (SCR) van 'n Sinkroonmasjien

Die Kortsluitverhouding (SCR) van 'n sinkroonmasjien word gedefinieer as die verhouding van die veldstroom wat benodig word om die bepaalde spandyn te genereer onder oop-sirkeltoestande tot die veldstroom wat nodig is om die bepaalde armatuurstroom tydens 'n kortsluittoestand te handhaaf. Vir 'n driefase sinkroonmasjien kan die SCR afgelei word uit sy Oop-Sirkelkenmerk (O.C.C) by die bepaalde spoed en Kortsluitkenmerk (S.C.C), soos in die figuur hieronder geïllustreer:

Uit die bostaande figuur word die kortsluitverhouding deur die vergelyking hieronder gegee.

Aangesien die driehoeke Oab en Ode soortgelyk is. Dus,

Regstreekse As Sinkroonreaktans (Xd)

Die regstreekse as sinkroonreaktans X_d word gedefinieer as die verhouding van die oop-sirkelspanning wat ooreenstem met 'n spesifieke veldstroom tot die armatuur kortsluitstroom onder dieselfde veldstroomtoestand.

Vir 'n veldstroom van grootte Oa, word die regstreekse as sinkroonreaktans (in ohm) deur die volgende vergelyking uitgedruk:

Verhouding tussen SCR en Sinkroonreaktans

Uit vergelyking (7) is dit duidelik dat die Kortsluitverhouding (SCR) gelyk is aan die resiprook van die per-eenheid regstreekse as sinkroonreaktans X_d. In 'n gesatureerde magtetiese sirkel is die waarde van X_d afhanklik van die graad van magtetiese gesaturasie.

Beteekenis van die Kortsluitverhouding (SCR)

Die SCR is 'n kritieke parameter vir sinkroonmasjiene, wat hul operasionele kenmerke, fisiese afmetings, en koste beïnvloed. Belangrike implikasies sluit in:

• Impak op Spanningsregulering

• Sinkroongenerators met laer SCR-waardes vertoon meer uitgesproke terminalspanningsfluktuasies met belastingveranderinge. Konstante terminalspanningsbehoud vereis wye bereik aanpassings aan die veldstroom I_f).

• Stabiliteitsbeperkings

• 'n Kleinere SCR stem ooreen met verminderde sinkroniserende krag, wat noodsaaklik is om sinkronisiteit te handhaaf. Dit lei tot 'n laer stabiliteitsgrens, wat beteken dat masjiene met lae SCR minder stabiel is wanneer hulle parallel met ander generators bedryf.

• Kompromisse in Ontwerp

• Hoë-SCR masjiene bied beter spanningsregulering en verbeterde vaste-toestand stabiliteit, maar behels hoër armatuur kortsluitfoutstrome. Hierdie beïnvloed ook masjienmaat en -koste weens ontwerpkompromisse.

Die opwekspanning van 'n sinkroonmasjien word beskryf deur die vergelyking:

Voor dieselfde waarde van Tph is die opwekspanning direk eweredig aan die veldflux per pool.

Die sinkrooninduktans word gegee as:

Verhouding tussen SCR en Luggap

Dus, die Kortsluitverhouding (SCR) is direk eweredig aan die luggap weerstand of luggap lengte. Die verhoging van die luggap lengte verhoog die SCR, alhoewel dit 'n hoër veld magnetomotiewe krag (MMF) vereis om dieselfde opwekspanning (Ef) te handhaaf. Om die veld MMF te verhoog, moet of die veldstroom of die aantal veldspoels verhoog word, wat langer veldpole en 'n vergrote masjien diameter noodsaaklik maak.

Impak op Masjienontwerp

Dit lei tot 'n belangrike gevolgtrekking: 'n hoër SCR verhoog inherent die grootte, gewig, en koste van die sinkroonmasjien.

Tipiese SCR Waardes per Masjientipe

• Silinderrotormasjiene: SCR varieer van 0.5 tot 0.9.

• Uitspringende-polmasjiene: SCR val tussen 1.0 en 1.5.

• Sinkroonkomplimenter: SCR is tipies 0.4.

Hierdie waardes weerspieël die ontwerpkompromisse tussen stabiliteit, spanningsregulering, en fisiese afmetings in verskillende sinkroonmasjienkonfigurasies.