29.2 : Zwarcie trójfazowe - nieobciążona maszyna synchroniczna

Przeprowadzenie trójfazowego testu zwarcia na nieobciążonej maszynie synchronicznej pomaga zrozumieć jego wpływ na system. Oscylogram prądu zwarciowego AC, z usuniętym przesunięciem DC, ujawnia, że ​​amplituda przebiegu maleje od początkowo wysokiej wartości do poziomu ustalonego dla jednej fazy maszyny.

To zachowanie występuje z powodu strumienia magnetycznego wytwarzanego przez prądy zwarciowe wirnika. Początkowo prądy te podążają ścieżkami o wysokiej reluktancji, ale ostatecznie przesuwają się na ścieżki o niższej reluktancji, zwiększając w ten sposób indukcyjność wirnika. Tę dynamikę można przedstawić za pomocą zmieniającego się w czasie obwodu szeregowego rezystor-induktor (R-L).

Zgodnie ze standardową teorią maszyn, do obliczenia chwilowego prądu zwarciowego AC stosuje się określone reaktancje, takie jak reaktancje podprzejściowe, przejściowe i w stanie ustalonym. Obliczenia te opierają się na wartości skutecznej napięcia przed zwarciem między linią a neutralnym. Wartość skuteczna prądu zwarciowego podprzejściowego w chwili wystąpienia zwarcia jest określana przez reaktancję podprzejściową zwarcia osi bezpośredniej i powiązaną stałą czasową. Z czasem wartość skuteczna prądu zwarciowego AC stabilizuje się do wartości ustalonej.

Każda faza maszyny doświadcza innego przesunięcia DC, przy czym przesunięcie szczytowe występuje, gdy początkowy kąt prądu wynosi zero. Reaktancje i stałe czasowe maszyny, dostarczane przez producentów lub uzyskane z testów, są kluczowe dla przewidywania zachowania maszyny podczas awarii. Informacje te pomagają w zarządzaniu potencjalnymi uszkodzeniami i utrzymywaniu stabilności systemu podczas awarii.

Zrozumienie tych cech jest niezbędne do projektowania solidnych systemów zasilania. Dane uzyskane z tych testów pozwalają inżynierom przewidzieć, jak system będzie się zachowywał w warunkach awarii, ułatwiając opracowanie strategii kontrolowania uszkodzeń i zapewnienia stabilności systemu. Takie podejście zapewnia, że ​​systemy zasilania mogą wytrzymać awarie i nadal działać niezawodnie, utrzymując tym samym integralność i bezpieczeństwo sieci elektrycznych.