Жерве Г.К.  "ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИЗ ОПЫТА ВНЕЗАПНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ "

    Перед началом обработки записи опыта внезапного короткого замыкания следует произвести подготовку, которая состоит в проведении осей и определении масштаба времени. Масштаб времени определяется измерением длины отрезка L осциллограммы, заключающего N периодов напряжения до моментов короткого замыкания, тогда масштаб времени будет 1 мм = N/ L периодов или 1 мм = N/ (f*L) секунд, где f - частота напряжения, до короткого замыкания.

    Обмер осциллограммы состоит из определения отрезков времени между моментом короткого замыкания и каждой вершиной кривой как тока в каждой фазе, так и тока в цепи индуктора и измерения амплитудных значений токов на протяжении 10-15 периодов для машин средних мощностей и 25 - 30 периодов для наиболее крупных.

    Для определения указанных отрезков времени проводится волосяная ордината, определяющая момент короткого замыкания. Между замыканием первых двух фаз и третьей часто имеется промежуток времени до 0,001 с, тем не менее отчет времени для третьей фазы начинается от момента, общего с первыми двумя. Через вершины токов всех трех фаз, ближайшие к моменту короткого замыкания, проводятся тонкие вертикальные штрихи, расстояния которых от момента короткого замыкания дают искомые отрезки времени.

    Для различных фаз эти отрезки отличаются друг от друга от 0,12 до 0,2, в среднем около 1/6 периода. Они зависят от взаимного расположения якоря и индуктора в момент короткого замыкания и от соотношения постоянных времени затухания симметричной и асимметричной составляющих токов.

    Для измерения амплитудных значений токов через середину следа вибратора у каждой вершины наносятся горизонтальные штрихи, от точности их нанесения зависит правильность измерения.

    Измеренные ординаты откладываются с соблюдением их знаков на миллиметровой бумаге по координатам времени в масштабе, увеличенном от 2 до 5 раз, и соединяются плавными огибающими кривыми.

    Для отделения асимметричной составляющей каждого тока от симметричной производится определение ординат обеих огибающих для моментов времени, начиная 0,5 периода после короткого замыкания через каждые 0,5 периода на протяжении 5 - 10 периодов и через целый период - до конца осциллограммы. Алгебраическая полусумма ординат верхней и нижней огибающих в любой момент времени даёт асимметричную составляющую тока в этот момент, а алгебраическая полуразность - амплитуду симметричной составляющей.

    В дальнейшем предполагается, что симметричная составляющая тока короткого замыкания не имеет высших гармонических. Такое предположение тем ближе к действительности, чем сильнее средства успокоения индуктора. В кривых напряжения неявнополюсных машин обычно практически нет примесей высших гармонических, но в кривых напряжения явнополюсных машин без успокоителей и с расслоенными полюсными наконечниками они очень заметны, особенно в начале процесса. Предположение об отсутствии высших гармонических позволяет считать действующие и наибольшие (амплитудные) значения токов всегда находящимися в одном и том же соотношении. При определении масштабов измерительные приборы дают действующее значение, а обмеру на осциллограммах подвергаются наибольшие.

    Симметричная составляющая тока якоря рассматривается как состоящая из неизменного установившегося тока короткого замыкания Ik, затухающего тока переходного режима с начальным значением I'k и быстро затухающего тока сверхпереходного режима с начальным значением I"k. С целью разделения этих компонентов определяется средняя из трех симметричных составляющих.

    По характеристике установившегося симметричного короткого замыкания определяется первая часть симметричной составляющей Ik, ее действующее значение, соответствующее току возбуждения до короткого замыкания и выраженное в амперах, по масштабу тока переводится в миллиметры амплитудных значений осциллограммы и вычитается из всех средних арифметических значений симметричной составляющей.

    Остатки от этого вычитания наносятся на полулогарифмическую бумагу так. Что по оси абсцисс с линейной шкалой откладывается время, истекшее от момента короткого замыкания (в периодах или секундах), а по оси ординат с логарифмической шкалой - численные значения остатков. Если через нанесенные точки провести плавную линию, то она вначале будет кривой, обращенной выпуклостью вниз, а затем перейдет в наклонную прямую. Экстраполяция этой прямой на момент короткого замыкания дает начальное значение составляющей переходного режима I', а разности между нею и кривой - составляющую сверхпереходного режима.

    Чтобы определить начальное значение составляющей сверхпереходного режима I"k, нужно отложить эти разности на полулогарифмической бумаге экстраполировать их на момент короткого замыкания. Как правили, первые 3 - 4 точки хорошо укладываются на прямую, только они и должны приниматься во внимание для экстраполяции.

    Ток возбуждения, устанавливающийся по окончании процесса, может отличаться от того, который был до момента внезапного короткого замыкания. Поэтому за установившееся значение тока короткого замыкания Ik следует принимать не то, которое фактически устанавливается по окончании опыта, а соответствующее первоначальному току возбуждения по характеристике короткого замыкания.

    Осциллограмма внезапного короткого замыкания позволяет определить постоянные времени затухания симметричных составляющих по продольной оси - сверхпереходной T"d и переходной T'd.

    Экспоненциально затухающую величину можно представить в виде A=Ao*exp(-t/T), где Ao - ее начальное значение, t - текущая координата времени, T - искомая постоянная времени затухания.Если положить t=T, то At=Ao*exp(-1).

    Значение затухающей величины, равное 1/e=0.368 начального значения, соответствует абсциссе t=T. Вычислив эту долю, достаточно определить ее абсциссу, которая численно равна искомой постоянной времени. Если закон затухания нарушается до истечения этого времени, что в полулогарифмических координатах выражается отклонением от прямой, изображающей данную затухающую величину, то следует продлить прямолинейную начальную часть настолько, чтобы отложить на этом продолжении 0,368 начального значения затухающей величины.