Ratio sa Maikli nga Sirkuito sa usa ka Synchronous Machine

Ang Short Circuit Ratio (SCR) sa usa ka Synchronous Machine

Ang Short Circuit Ratio (SCR) sa synchronous machine gipahayag isip ang ratio sa field current nga kinahanglan aron makaproduce og rated voltage sa panahon sa open-circuit conditions ngadto sa field current nga gikinahanglan aron mapatun-an ang rated armature current sa panahon sa short-circuit condition. Para sa usa ka three-phase synchronous machine, ang SCR mahimong ma-derive gikan sa iyang Open-Circuit Characteristic (O.C.C) sa rated speed ug Short-Circuit Characteristic (S.C.C), sama sa ipailustrar sa figure sa ubos:

Gikan sa uban nga figure, ang short circuit ratio gihatagan sa equation nga gipakita sa ubos.

Tungod kay ang triangles Oab ug Ode sama. Bisan na,

Direct Axis Synchronous Reactance (Xd)

Ang direct axis synchronous reactance X_d gipahayag isip ang ratio sa open-circuit voltage nga naka-correspond sa usa ka specific field current ngadto sa armature short-circuit current sa samang field current condition.

Para sa field current nga magnitude Oa, ang direct axis synchronous reactance (sa ohms) gihatagan sa sumusunod nga equation:

Relationship Between SCR ug Synchronous Reactance

Gikan sa equation (7), malam kini nga ang Short Circuit Ratio (SCR) sama sa reciprocal sa per-unit direct axis synchronous reactance X_d. Sa usa ka saturated magnetic circuit, ang value sa X_d depende sa degree sa magnetic saturation.

Importansya sa Short Circuit Ratio (SCR)

Ang SCR usa ka critical parameter alang sa synchronous machines, nag-influence sa ilang operational characteristics, physical dimensions, ug cost. Key implications include:

• Impact sa Voltage Regulation

• Ang synchronous generators nga may lower SCR values adunay mas pronounced terminal voltage fluctuations sa pagbag-o sa load. Ang pagmaintain sa constant terminal voltage nanginahanglan og wide-ranging adjustments sa field current I_f).

• Stability Limitations

• Ang smaller SCR nagkorelate sa reduced synchronizing power, importante para sa pagmaintain sa synchronism. Kini nagresulta sa lower stability limit, meaning ang mga machines nga may low SCR mas dili stable sa pag-operate in parallel sa uban pang generators.

• Trade-offs sa Design

• Ang High-SCR machines offer superior voltage regulation ug enhanced steady-state stability pero nanginahanglan og higher armature short-circuit fault currents. Kasagaran, sila influential sa machine size ug cost tungod sa design trade-offs.

Ang excitation voltage sa synchronous machine gidescribe sa equation:

Para sa same value sa Tph Excitation voltage directly proportional sa field flux per pole.

Ang synchronous inductance gihatagan as:

Relationship Between SCR ug Air Gap

Bisan na, ang Short Circuit Ratio (SCR) directly proportional sa air gap reluctance o air gap length. Pag-increase sa air gap length elevates ang SCR, bisa ni nanginahanglan og higher field magnetomotive force (MMF) aron mapatun-an ang same excitation voltage (Ef). Aron mapataas ang field MMF, ang field current o ang number of field turns kinahanglan igamit, nanginahanglan sa taller field poles ug enlarged machine diameter.

Impact sa Machine Design

Kini moadto sa usa ka key conclusion: ang higher SCR inherently increases ang size, weight, ug cost sa synchronous machine.

Typical SCR Values batasan sa Machine Type

• Cylindrical Rotor Machines: SCR ranges from 0.5 to 0.9.

• Salient-Pole Machines: SCR falls between 1.0 and 1.5.

• Synchronous Compensators: SCR is typically 0.4.

Kini nga values reflect ang design trade-offs between stability, voltage regulation, ug physical dimensions sa uban nga synchronous machine configurations.