Включение генератора через последовательно включенные с обмотками статора активные сопротивления (рис.1) [1] также обеспечивает любое требуемое снижение тока и момента, при этом стоимость сопротивления значительно меньше чем стоимость катушки индуктивности. Именно активное сопротивление применено на осваиваемом в Украине, установленном на Тарханкуте лицензионном ветроэлектроагрегате Т600-48, мощностью 600кВт бельгийской фирмы Turbowind. Сопротивление включено в цепь статора когда разомкнуты контакты К и исключено из цепи - когда они замкнуты. В зависимости от величины сопротивления R и времени его пребывания в включенням состоянии, после замыкания контактов К возникают всплески тока и момента генератора.

В святи с этим возникает задача выбора такой величины сопротивления R и момента замыкания контактов К при которых величины всплесков тока и момента не превышают допустимых значений. Решение этой задачи является целью данной работы.

Методика расчета токов и моментов в переходном режиме при трехфазном подключении асинхронного генератора к сети с нулевыми начальными условиями изложена в [3]. Эта методика пригодна без изменений для расчета токов и моментов при подключении асинхронного генератора к сети с последовательно включенным в цепь статора активным сопротивлением. При этом значение активного сопротивления статора должно быть увеличено на величину добавочного сопротивления. Для расчета переходного процесса после шунтирования добавочного сопротивления необходимо в качестве начальных условий принять значения потокосцеплений статора и ротора в момент шунтирования, а значение активного сопротивления равным активному сопротивлению обмотки статора. Это все учтено в программе, составленной на MathCAD PLUS 7.0 PRO, приведенной в приложении, и с ее использованием проведен численный эксперимент.

Кратность добавочного сопротивления:

где -- величина добавочного сопротивления;

- величина активного сопротивления фазы обмотки статора.

сопротивления в цепи статора. Это обусловлено тем, что за время равное одному периоду апериодические составляющие токов не успевают затухнуть, а при шунтировании сопротивления возникают новые апериодические токи, которые суммируясь с предыдущими приводят к увеличению полного тока (рис.2 - штриховая линия). На начальном участке, где кратность добавочного сопротивления меньше или равна пяти, снижение апериодических составляющих тока с ростом добавочного сопротивления на первом этапе включения больше увеличения апериодических составляющих после шунтирования. В связи с этим на начальном участке, при шунтировании добавочного сопротивления после первого периода, наблюдается снижение кратности максимального в переходном режиме тока. При шунтировании добавочного сопротивления после того как исчезли апериодические составляющие тока на первом этапе включения, с ростом добавочного сопротивления имеет место монотонное снижение кратности максимального в переходном режиме тока.

Аналогичная ситуация имеет место по изменению кратности максимального в переходном процессе момента (рис.3). Весьма малое отличие ( небольшие осцилляции момента) обусловленные не пропорциональным изменением векторов тока и магнитного потока и разности фаз между ними при шунтировании добавочного сопротивления после затухания апериодических составляющих на первом этапе включения.

Следует также заметить, что как показывают расчеты, максимальная в переходном режиме кратность момента не зависит от начальной фазы напряжения в момент включения. Сам характер изменений во времени тока и момента в значительной степени зависит от величины добавочного сопротивления в статорной цепи. На рис.4 представлена кривая изменеия во времени модуля коиплекса тока без добавочного сопротивления. Эта величина осциллирующая. Аналогичная зависимость при пятикратном демпфирующем сопротивлении рис. 5 без осцилляций до отключения добавочного сопротивления (t 0.1сек) и с осцилляциями после его отключения (t 0.1сек).

Идентичная ситуация наблюдается в характере кривых изменения во времени момента генератора без демпфирующего сопротивления (рис. 6) и с демпфирующим сопротивлением (рис.7).

56. Установившаяся составляющая комплекса тока статора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

57. Апериодическая составляющая комплекса тока статора после шунтирования демпфирующего сопротивления;

58. Комплекс полного тока статора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

59. Апериодическая составляющая комплекса тока ротора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

60. Модуль комплекса тока статора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

61. Модуль комплекса тока ротора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

62. Модуль комплекса потокосцепления статора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

63. Модуль комплекса потокосцепления ротора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

64. Момент генератора после шунтирования демпфирующего сопротивления ;

65. Комплексы фазных токов статора в неподвижной комплексной системе координат;

66. Приведение обозначений величин потокосцеплений, токов и моментов после шунтирования демпфирующего сопротивления к обозначениям до шунтирования демпфирующего сопротивления

Примечание: расчетные кривые токов и моментов приведены в тексте.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Дорохов А.В., Финкельштейн В.Б., Демпфирование ударных токов

и моментов при подключении к сети асинхронных генераторов ветроэлектроагрегатов //Електротехніка і Електромеханіка. - 2002. - №2. -С. 39-42.

[2] Дорохов А.В., Финкельштейн В.Б., Смягчение электродинамических перегрузок при подключении к сети асинхронных генераторов ветроэлектроагрегатов //Електротехніка і Електромеханіка. - 2003. - №2. - С. 24-27.

[3] Дорохов А.В., Финкельштейн В.Б. Токи и моменты асинхронных генераторов ветроэлектроагрегатов в переходном режиме при подключении их к сети //Техн. електродинаміка. -2003.-№2.-С. 52-54.

[4] Копчак Б.Л., Шуфлат А.Р. Дослідження і вибір раціонального режиму підмикання асинхронного генератора вітроенергетичної установки до мережі // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. - Львів: -2000. №400. - С. 66 -70.

[5] Устройство для ограничения ударных моментов

при пуске двигателей переменного тока: А. с. № 221117 СССР, /В.А. Ладензон, М.П. Обуховский, Л.П. Петров (СССР). - Бюл., 1968, №21.

[6] GE Power Control / Control and Automation Products. - General Catalogue. 1999. - Серия ASTAT Softstarter.

Размещено на Allbest.ru