ГОСТ Р МЭК 60034-4-2012 Машины электрические вращающиеся. Часть 4. Методы экспериментального определения параметров синхронных машин

     6 Порядок проведения испытаний

6.1 Общие сведения

6.1.1 Требования к средствам измерения

Показывающие приборы и вспомогательные устройства, используемые во время испытания, такие как измерительные трансформаторы, шунты и измерительные мосты, должны иметь класс точности, если иное не оговаривается, не менее 0,5 согласно стандарту МЭК 60051. Приборы для определения сопротивлений постоянному току должны иметь класс точности не менее 0,2.

Точность при осциллографировании и записи показаний должна выбираться в соответствии с мощностью испытуемых машин. Частота вращения может измеряться с использованием стробоскопического метода, или с помощью тахометров (механических или электрических), или частотомеров в случае синхронного режима работы.

6.1.2 Требования к системе возбуждения

В случае бесщеточной системы возбуждения обмотка возбуждения соединена с якорной обмоткой возбудителя через вращающийся преобразователь (в основном - диодный выпрямитель). Поэтому некоторые испытания либо требуют измерения тока возбуждения, питающего обмотку возбуждения от отдельного источника, или становится невозможной реализация режима короткого замыкания этой обмотки без специального оборудования (например, установки временных контактных колец).

6.1.3 Условия проведения испытаний

Испытания для определения параметров синхронной машины должны проводиться на полностью укомплектованной машине со всеми отключенными приборами автоматического управления, если последние не требуются для испытаний. Приборы, которые не влияют на значения параметров, не требуют установки, кроме указанного выше случая. Сами испытания должны проводиться при номинальной частоте вращения.

Примечание - Испытания на машине с заторможенным ротором могут дать результаты, отличные от полученных на вращающейся машине. Пример: когда параметры демпферной обмотки зависят от центробежных сил.

Температура обмоток измеряется в тех случаях, когда:

- определяемые при испытаниях параметры зависят от температуры;

- этого требуют условия техники безопасности.

В случаях, когда температура при испытаниях может превысить безопасные пределы, рекомендуется начинать эти испытания только после работы на холостом ходу с нормальным охлаждением или после останова в течение времени, достаточного для обеспечения низкой начальной температуры. Температуру необходимо тщательно контролировать или определять предварительно, чтобы испытания могли быть прерваны до ее выхода за допустимые пределы.

Схема соединения обмоток во время испытаний, как правило, должна соответствовать их рабочему режиму.

Определение всех параметров проводится при соединении якорных обмоток по схеме "звезда" (если не применяются специальные схемы, такие как "разомкнутый треугольник"). Если рабочая схема соединения обмотки - "звезда", то полученные в результате испытаний по данному стандарту значения параметров следует привести к эквивалентной схеме "звезда".

6.1.4 Система относительных единиц

Все уравнения записывают или в размерных единицах системы СИ или в относительных единицах. Обычно в качестве независимых базовых величин принимают номинальное напряжение и номинальную кажущуюся мощность , а в качестве зависимых - базисный ток и базисное сопротивление .

Промежуточные вычисления могут проводиться в физических единицах с последующим преобразованием их в относительные единицы. Время рекомендуется выражать в секундах. При расчете характеристик и построении диаграмм ток возбуждения, соответствующий номинальному напряжению в режиме холостого хода, принимается за базовое значение тока возбуждения. При построении характеристик и диаграмм токи и напряжения могут выражаться в физических единицах.

При наличии у машины нескольких номинальных значений должны быть оговорены значения, принятые за базовые. Если иное не оговорено, то в настоящем стандарте принята описанная система относительных единиц. Строчными буквами обозначаются параметры, выраженные в относительных единицах, прописными - в физических единицах.

В формулах настоящего стандарта при определении синхронных индуктивных сопротивлений допускается пренебрегать, если иного не оговорено, активным сопротивлением обмотки якоря прямой последовательности. Когда это сопротивление превышает 0,2 от измеренного индуктивного, формула считается приближенной.

6.1.5 Принятые допущения

Наименования большей части величин и экспериментальные способы их определения соответствуют в настоящем стандарте широко используемой теории двух реакций синхронных машин. Согласно этой теории, все контуры, помимо обмотки возбуждения, и связанные с ними неподвижные электрические цепи представляются в виде двух эквивалентных цепей: одной - по продольной оси, другой - по поперечной. При этом активным сопротивлением обмотки якоря пренебрегают или учитывают его только приблизительно.

Поэтому такая приближенная модель синхронной машины для анализа переходных процессов содержит: по продольной оси - три индуктивных сопротивления (синхронное, переходное и сверхпереходное) и две постоянных времени (переходную и сверхпереходную), по поперечной оси - два индуктивных сопротивления (синхронное и сверхпереходное) и одну постоянную времени (сверхпереходную).

Выбор этих постоянных времени основан на допущении об экспоненциальном изменении переменных (токов, напряжений и др.). Если кривая рассматриваемой величины не изменяется по идеальной экспоненте, как, например, для случая массивного ротора, то постоянную времени следует интерпретировать как время, необходимое для уменьшения этой величины до 1/, т.е. до 0,368 ее первоначального значения.

Экспоненциально изменяющиеся кривые, соответствующие этим постоянным времени, следует рассматривать как эквивалентные кривые вместо построенных по реальным данным.

Примечание 1 - Часто модель с тремя индуктивными сопротивлениями и двумя постоянными времени неудовлетворительно описывает работу машины, что требует введения в нее параметров более высокого порядка. Это относится к турбомашинам, в модель которых вносятся дополнительно параметры и . Их можно определить так, как указано в Приложении В.

Примечание 2 - В настоящем стандарте описаны методы определения переходных параметров по поперечной оси , , , хотя они часто не принимаются во внимание, в частности когда .

6.1.6 Учет насыщения

Параметры синхронной машины зависят от насыщения магнитной цепи. В практических расчетах используются параметры как в насыщенном, так и ненасыщенном состоянии.