1-боб. Гэс ва шэс асинхрон генераторини бошқариш

1-боб. ГЭС ва ШЭС АСИНХРОН ГЕНЕРАТОРИНИ БОШҚАРИШ
1. Асинхрон генераторини бошқариш тушунчаси. Асинхрон машина электромагнит моментининг аналитик ифодаси умумий кўриниши қуйидагича бўлади:

(1)

Chapter 1. HPP and WPP ASYNCHRON GENERATOR MANAGEMENT

Figure 1. Network connection of a synchronous generator

Figure 2. Short-circuited rotor asynchronous machine:
1 bearing cover; 2- bearing shield;
3- bearing; 5 rotor shaft edges; 6-rotor; 7-stator;
8th box ends box
1. The concept of asynchronous generator control.
Asynchronous machine electromagnetic torque analyzer. The general appearance of the expression is as follows:
(1)
бунда m₁ - статор чулғами фазалари сони; p-статор чулғами жуфт қутблари сони; U-статор чулғами кучланиши; f₁– статор токининг частотаси; s-ротор сирпаниши; r₁ -статор чулғами актив қаршилиги; r₂'-ротор чулғами келтирилган актив қаршилиги; x₁-статор чулғами индуктив қаршилиги; x₂'-ротор чулғами келтирилган индуктив қаршилиги.
Ифода (1) да сирпаниш s дан бошқа ҳамма катталиклар ўзгармас деб ҳисобланиб, у валдаги механик юкка пропор-ционал равишда ўзгаради.
Figure 3.
Asynchronous machine generator (b) and all built-in mechanical characteristics for other modes (a).

where m_1- is the number of phases of the stator winding; p-stator winding number of pairs of poles; U-It is the stator winding voltage; f₁–requency of stator current; s- rotor slip; r₁ –stator shield active resistance; r₂'-rotor coil is provided active resistance; x₁-stator winding inductive resistance; x₂'-rotor winding inductive resistance. All quantities except slip s in expression (1) assumed to be constant, it is proportional to the mechanical load on the shaft changes

Figure 4. Mechanical characteristics of asynchronous generator

3 ва 4-расмлардаги механик тавсифларни қуриш учун (1) ифодадан фойдаланиш мумкин. Бунда параметрлар ўрнига қийматлари қўйилиб, сўнгра сирпаниш s га ҳар хил қийматлар бериб, асинхрон генератор учун изланган механик тавсифни қурилади (1 ва 2-расмлар). Максимал моментга тўғри келадиган сирпанишни критик сирпаниш s _kr дейилади. Унинг қийматини аниқлаш учун (пара-метрлари ўзгармас деб ҳисоблаган ҳолда) момент функциясини таҳлил қиламиз, яъни моментдан сирпаниш бўйича биринчи ҳосила олиб, уни нолга тенглаймиз (dM / ds = 0), бунда умумий ҳол учун қуйидаги натижага эга бўламиз.

(2)

Expression (1) can be used to construct the mechanical characteristics in Figures 3 and 4 In this case, the parameters are replaced by values, and then the mechanical description sought for the asynchronous generator is constructed by assigning different values ​​to the slip s (Figures 1. and 2.). The slip corresponding to the maximum torque is called the critical slip s _kr. To determine its value (assuming that the parameters are constant), we analyze the moment function, that is, take the first product of the slip from the moment and set it to zero (dM / ds = 0), for the general case we have the following result.

(2)
Агар қиймати анча кичик бўлгани учун r_{1 ≈} 0 деб ҳисобланса, у ҳолда критик сирпаниш s _kr ни аниқлаш ифодаси қуйидаги кўринишга эга бўлади

(2.a)
Since the value is much smaller, r_{1 ≈} 0 is an expression for determining the critical slip s_kr will have the following appearance

(2.а)

Максимал (критик) момент М_max нинг қийматини аниқлаш учун (2) дан s_kr нинг қийматини (2,а) га қўйиб ҳисобланади

(3)

Determining the value of the maximum (critical) moment М_max for (2) by setting the value of s_kr to (2. a) is

(3)

(2), (2.а) ва (3) ларда мусбат (+) ишора мотор режимига, манфий (–) ишора эса генератор режимига тааллуқли (5,b-расм). Асинхрон машиналар учун статор чулғами актив қаршилиги индуктив қаршиликлар йиғиндисининг [r_1<<(x1+x2) тахминан 10÷12 фоизини ташкил қилади] анча кичик бўлгани сабабли r_{1 ≈} 0 деб, М _max нинг соддалашган ифодасини аниқлаймиз.

(3.a)

(2), (2.a) and (3)the positive (+) sign indicates the motor mode. miga, and the negative (-) sign refers to the generator mode (Figure 2.21, b). Active resistance of the stator winding forasynchronous machines of the sum of inductive resistances [r_1<<(x1+x2) approx 10÷12 percent] because it is much smaller As r_{1 ≈} 0, we define a simplified expression of M _max

(3.a)

Ифода (3) нинг таҳлили шуни кўрсатадики, асинхрон машина генератор режимида ишлаганида, унинг максимал моменти M _max.G мотор режимдаги максимал моменти M _max. M га нисбатан каттароқ бўлади.

The analysis of expression (3) shows that when an asynchronous machine is operating in generator mode, its maximum torque M _max.G is greater than the maximum torque in motor mode M _max. M.
Асинхрон машиналар максимал моменти карралиги k _M=M _max /M _M Давлат стандарти томонидан қатъий белгиланган, яъни k_M≥1,8. Айрим махсус асинхрон машиналари k _M нинг қиймати 3,0 гача етади. Бу коэффициент асинхрон машинаси ўта юкланиш қобилиятини характерлайди.
Maximum torque multiplicity of asynchronous machines k _M=M _max /M _M Strictly defined by the State Standard, i.e. k_M≥1,8. Some special asynchronous machines are k M 'svalue reaches 3.0. This coefficient is an asynchronous machine characterizes the ability to overload.

Электромагнит момент ва ротор чулғамининг қувват йўқотишлари ифодаларининг таҳлилидан қуйидаги муҳим хулосаларга келиш мумкин:

1) критик сирпаниш s _kr ротор занжирининг актив қаршилиги r’₂ га пропорционал равишда ўзгаради;
2) максимал момент М _max нинг қиймати ротор занжири актив қаршилиги r’₂ га боғлиқ эмас;
3) асинхрон моторнинг максимал моменти М _max ва ўта юкланиш қобилияти k _M асосан статор ва ротор чулғамларитарқоқ индуктив қаршиликлари (мос равишда х ₁ ва х₂ )
йиғиндисига тескари пропорционал;
4) максимал момент М _max ҳар қандай сирпанишдаги момент сингари U₁² га пропорционалдир, яъни берилаѐтган кучланиш камайганда моторнинг ўта юкланиш қобилияти кескин пасаяди.
М = f (s) – механик тавсифнинг мотор режимида ўзгариш характери қуйидагича тушунтирилади. Юк моменти юксиз ишлаш режимидан оширилса, сирпаниш s ортади. Бунда актив-индуктив характерли ротор занжири қаршилигидан ўтадиган ток I’₂ ни ва унинг шу занжирдаги ЭЮК E’₂ дан орқада қолувчи ψ₂ бурчакни ҳисоблаш учун қуйидаги ифодалар етарли асосан ротор токи I’₂ ва фаза силжиш бурчаги ψ₂ ортади, сos ψ₂ эса камаяди.

(4)
(5)
The following important conclusions can be drawn from the analysis of the expressions of electromagnetic torque and power losses of the rotor coil:
1) the active resistance of the critical slip s _kr rotor chain changes in proportion to r’₂;
2) the value of the maximum torque M max does not depend on the active resistance of the rotor chain r’₂ ;
3) The maximum torque of the induction motor M max and the overload capacity k M are mainly the inductive resistances between the stator and rotor windings (х ₁ and х₂, respectively). inversely proportional to the sum;
4) The maximum torque М _max is proportional to U₁² as in any slip moment, i.e. the overload capacity of the motor decreases sharply when the applied voltage decreases.
M = f (s) - the nature of the change in the motor mode of the mechanical characteristic is explained as follows. If the load torque is exceeded from the no-load mode, the slip s increases. In this case, the following expressions are sufficient to calculate the current I’₂ passing through the resistance of the rotor chain of the active-inductive character and its angle ψ₂ lagging behind EMF E’₂ in this chain, mainly the rotor current I’₂ and the phase shift angle ψ₂ increase, сos ψ₂ decreases.

Сирпаниш ортиб бориши билан ротор токининг индуктив характери ортади, унинг актив ташкил этувчиси эса аввал (ψ₂ кичик пайтда) ортиб, сўнгра (умумий токнинг ортишидан қатъий назар) камая боради (5,b-расм), чунки ЭЮК E’₂ ва ток I’₂ орасидаги силжиш бурчак ψ₂ ортади.

As the slip increases, the inductive nature of the rotor current increases, while its active component increases first (at a small time ps2) and then decreases (regardless of the increase in total current) (4, Fig. B) because EMF E’₂ and current I’₂ The displacement angle I’₂ between ψ₂ increases.


Figure 5. Mechanical description of an asynchronous machine

Фаза роторли асинхрон моторининг ҳар хил ротор қаршиликлари (6-расм) даги механик тавсифлари 7-расмда келтирилган. Унга кўра турбинанинг айлантирувчи моменти М _Турб.=cons. бўлганда ротор электр занжирининг r'₂₁ қийматига механик тавсифнинг 1 нуқтаси, ротор тезлигининг n^Iқиймати ва ротор сирпанишининг S₁=(n^I-n_I)/n_I миқдори мос келади.

The mechanical characteristics of a phase rotor asynchronous motor at different rotor resistances (Figure 6.) are shown in Figure 7. According to him, the torque of the turbine is M Turb. = Cons. The value of the rotor electric circuit r'21 corresponds to 1 point of the mechanical characteristic, the value of the rotor speed and the amount of rotor slip S₁=(n^I-n_I)/n_I .


Figure 6. Phase rotor asynchronous generator circuit diagram

Ротор қаршилигининг r’_2II қийматида, мос равишда, 2 нуқта, S_(II) сирпаниш ва n^II ротор айланиш тезлиги тўғри келади. Демак, r’₂ нинг қийматлари ўзгариши билан сирпаниш S=S_(I)÷)0 гача ва ротор айланиш тезлиги n=n₁ дан n=n_max гача ўзгарар экан.

At r’_2II of the rotor resistance, 2 points, S_(II) slip and n^II rotor rotation speed, respectively, correspond. This means that as the values of r’₂ change, the slip changes to S=S_(I)÷)0 and the rotor speed varies from n=n₁ дан n=n_max

Figure 7. Rotor winding active resistance effect of mechanical characteristics of the generator

Бу усулдан ротор айланиш тезлиги идеал юксиз ишлаш режими тезлиги ва максимал тезлик орасидаги n_max>n>n₁бўлган диапазонда фойдаланиш мумкин. Роторнинг максимал тезлиги деганда, ШЭС ѐки ГЭС айланувчи қисми механизмининг статик ва динамик ишончлилиги ва турғунлигини таъминлай оладиган энг катта айланиш тезлиги тушунилади.

Асинхрон генераторларни тармоқ билан параллел улаш учун синхрон генераторларда қўлланилган ҳеч қандай, на мураккаб ва на содда қурилманинг ҳожати бўлмайди. Балки гидро турбина ѐки шамол ғилдираги ѐрдамида ротор n₁ тезликка яқин тезликда айлантираѐтган асинхрон генераторнинг статор чулғами бевосита тармоққа «улагич» ѐрдамида (6.-расм) уланади. Бунда статор токи синхрон генераторлардаги номинал токка нисбатан бирнеча марта катта бўлмайди, ѐки асинхрон моторни ишга туширишдаги номинал токка нисбатан 4 ÷ 7 марта ортиб кетганидек оғир вазият вужудга келмайди. Балки, асинхрон генераторнинг статор чулғамидаги ток номинал ток миқдорига яқин бўлади.

This method can be used in the range where the rotor speed is n_max>n>n₁ between the speed of the ideal no-load mode and the maximum speed. The maximum speed of the rotor is the maximum rotational speed that can ensure the static and dynamic reliability and stability of the mechanism of the rotating part of the WPP and HPP.

There is no need for any, complex or simple device used in synchronous generators to connect asynchronous generators in parallel with the network. It is possible that the stator winding of an asynchronous generator, which rotates the rotor at a speed close to n₁ with the help of a hydraulic turbine or two wind wheels, is connected directly to the network by means of a "connector" (Figure 6). In this case, the stator current is not several times greater than the rated current in synchronous generators, and the situation is not as serious as when the rated current at the start of two asynchronous motors is 4 ÷ 7 times higher than the rated current. Perhaps the current in the stator winding of an asynchronous generator is close to the rated current.