Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4259–86 về Máy điện đồng bộ - Phương pháp thử

• Số hiệu: TCVN4259-86
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: Ủy ban Khoa học kỹ thuật Nhà nước
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 1986

Tần số	Hệ số trọng lượng	Tần số	Hệ số trọng lượng	Tần số	Hệ số trọng lượng
16,66	0,00000117	1350	1,57	2700	1,96
50	0,0000444	1400	1,58	2750	1,96
100	0,00112	1450	1,60	2800	1,97
150	0,00665	1500	1,61	2850	1,97
200	0,0223	1550	1,63	2900	1,97
250	0,0556	1600	1,65	2950	1,97
300	0,111	1650	1,66	3000	1,97
350	0,165	1700	1,68	3100	1,97
400	0,242	1750	1,70	3200	1,89
450	0,324	1800	1,71	3300	1,83
500	0,414	1850	1,72	3400	1,75
550	0,505	1900	1,74	3500	1,65
600	0,595	1950	1,75	3600	1,51
650	0,691	2000	1,77	3700	1,35
700	0,790	2050	1,79	3800	1,19
750	0,895	2100	1,81	3900	1,04
800	1000	2150	1,82	4000	0,890
850	1,10	2200	1,84	4100	0,740
900	1,21	2250	1,86	4200	0,610
950	1,32	2300	1.87	4300	0,496
1000	1,40	2350	1,89	4400	0,398
1050	1,46	2400	1,90	4500	0,316
1100	1,47	2450	1.91	4600	0,252
1150	1,49	2500	1,93	4700	0,199
1200	1,50	2550	1,93	4800	0,158
1250	1,53	2600	1,94	4900	0,125
1300	1,55	2650	1,95	5000	0,1000

13. Thử quá tải ngắn hạn theo dòng điện.

Thử quá tải ngắn hạn theo dòng điện được thực hiện ở nhiệt độ cuộn dây và thép tác dụng gần bằng nhiệt độ trong chế độ làm việc danh định của máy và với điện áp gần bằng danh định. Để thử bằng cách thay đổi kích từ và tải tác dụng của máy, tăng dòng điện phản ứng đến trị số yêu cầu và qua các khoảng thời gian xác định, giảm dòng điện đó đến trị số cho phép lâu dài.

Giá trị tải tác dụng đối với máy có cuộn dây được làm nguội bằng không khí không quy định. Đối với máy có cuộn dây được làm nguội trực tiếp với tải tác dụng nhỏ, quá tải không cho phép theo dòng điện kích từ có thể tương ứng với dòng điện yêu cầu của phần ứng, vì vậy ở những máy này, mức cho phép của tải tác dụng nhỏ nhất khi thử phải được xác định trước bằng tính toán.

Cho phép thử quá tải ngắn hạn theo dòng điện được thực hiện ở chế độ ngắn mạch ba pha.

Trước và sau khi thử, máy phải được xem xét cẩn thận, kiểm tra trạng thái cách điện và độ bền chặt của kẹp chặt.

Khi thử máy có công suất 5000kVA và lớn hơn hoặc có chiều dài lõi 1m và lớn hơn, cần kiểm tra nhiệt độ cuộn dây kích từ bằng phương pháp điện trở và kiểm tra nhiệt độ cuộn dây phần ứng bằng các chỉ thị nhiệt độ.

14. Xác định tổn hao và hiệu suất

14.1. Xác định tổn hao và hiệu suất của máy đồng bộ theo TCVN 3190-79.

14.2. Khi xác định tổn hao bằng phương pháp tự hãm, nếu các thử nghiệm tự hãm được thực hiện ở máy phát có kèm động cơ sơ cấp thì việc tách tổn hao cơ giữa máy phát và động cơ phải tiến hành hai thử nghiệm không tải trong chế độ động cơ có hệ số công suất bằng đơn vị, cùng với động cơ sơ cấp và không có động cơ sơ cấp để cho phép xác định riêng rẽ các tổn hao cơ trong máy phát được thử.

...

...

...

14.2.1. Đối với tổ máy tuyếc bin thủy lực.

Tổn hao cơ của cả tổ máy được xác định từ thử nghiệm tự hãm khi các khoang đã được làm khô. Lúc này cần làm thế nào để nước không dò vào qua thiết bị dẫn hướng. Mực nước trong ống hút phải đủ thấp để tránh dòng khí xoáy tạo ra khi rôto của tuyếc bin quay và hút theo nước.

Tổn hao ma sát của rôto tuyếc bin trong không khí được tính toán theo công thức thực nghiệm.

Hiệu của các tổn hao được tính toán như vậy với tổng tổn hao cơ của tổ máy là tổn hao cơ của máy phát.

Xác định tổn hao trong các ổ chặn (tổn hao trong ổ dẫn hướng tương đối không lớn và có thể bỏ qua) được thực hiện bằng phương pháp calori.

14.2.2. Đối với tổ máy tuyếc bin hơi nước, tổn hao cơ trong máy phát, bao gồm tổn hao trong quạt gió và tổn hao ma sát trong ổ đỡ, cũng được xác định bằng phương pháp calori.

15. Thử phát nóng

15.1. Đo nhiệt độ các phần của máy và của môi trường làm nguội trong quá trình thử phát nóng và khi kết thúc thử theo TCVN 3190-79.

15.1.1. Đo điện trở của cuộn dây dòng điện xoay chiều để xác định nhiệt độ của nó khi máy đang quay không ngắt khỏi lưới điện cũng như máy quay sau khi cắt khỏi lưới và đập từ trường được phép thực hiện bằng sơ đồ đặc biệt bảo đảm bù và khử điện áp xoay chiều làm việc hoặc còn dư. Khi đó, điện trở ở trạng thái nguội được đo bằng sơ đồ này.

...

...

...

15.2. Thử phát nóng của máy để làm việc trong chế độ dài hạn S₁, theo TCVN 3189-79 phải được thực hiện bằng phương pháp tải trực tiếp, cho phép thử phát nóng bằng phương pháp gián tiếp.

15.2.1. Thử phát nóng bằng phương pháp tải trực tiếp phải thực hiện khi máy được thử làm việc ở chế độ máy phát, động cơ hoặc máy bù tùy theo công dụng của nó.

Phải thử ở 3 ÷ 4 phụ tải khác nhau trong giới hạn từ 0,6 công suất danh định tới công suất cực đại có thể có (theo điều kiện thử). Hệ số công suất phải sao cho càng gần giá trị danh định càng tốt.

Trong mỗi một thử nghiệm, phải xác định độ tăng nhiệt của cuộn dây và lõi thép so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Theo các kết quả thử ở các phụ tải khác nhau, phải xây dựng quan hệ giữa độ tăng nhiệt ở bộ phận máy đã cho với bình phương của dòng điện trong cuộn dây của máy hoặc với tổn hao tương ứng trong máy.

Độ tăng nhiệt ứng với phụ tải danh định được xác định bằng cách ngoại suy đường cong nhận được.

Đối với máy có công suất đến 10000kVA, cho phép chỉ tiến hành một thử nghiệm về xác định phát nóng ở chế độ danh định của máy được thử.

15.2.2. Thử phát nóng bằng phương pháp gián tiếp được thực hiện khi cho máy được thử làm việc trong chế độ máy bù đồng bộ. Cho phép tiến hành thử phát nóng bằng phương pháp gián tiếp trong các chế độ không tải và ngắn mạch.

15.2.3. Có thể tiến hành thử phát nóng trong chế độ máy bù đồng bộ theo hai cách là:

1. Thử nghiệm với điện áp và dòng điện phần ứng ở trị số danh định. Nếu khi đó dòng điện kích từ nhận được lớn hơn giá trị cho phép thì tiến hành 3 ÷ 4 lần thử phát nóng với điện áp danh định và dòng điện phần ứng nhỏ hơn danh định. Một trong số các lần thử phải được tiến hành ở dòng điện phần ứng tương ứng với dòng điện kích từ danh định. Độ tăng nhiệt của cuộn dây phần ứng tương ứng với dòng điện danh định của nó được xác định bằng cách ngoại suy tương tự ở điều 15.2.1.

...

...

...

Nếu tổn hao trong thép của máy thử nhỏ hơn hay bằng tổn hao trong đồng (tổn hao cơ bản và tổn hao phụ) thì độ tăng nhiệt của cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ được xác định một cách trực tiếp qua thử nghiệm không tính đến sự giảm phát nóng do có sự giảm tổn hao trong thép.

Nếu tổn hao trong thép của máy thử lớn hơn tổn hao trong đồng thì còn phải tiến hành thêm hai thử nghiệm không tải, một lần thử với điện áp giảm tương ứng với thử nghiệm có dòng điện phần ứng và dòng điện kích thích danh định, lần thử sau, với điện áp danh định.

Hiệu số tăng nhiệt của cuộn dây phần ứng stato trong các lần thử sẽ cho số hiệu chỉnh trực tiếp có tính đến hiệu số tổn hao trong thép ở điện áp danh định và ở điện áp đã được giảm.

Để xác định số hiệu chỉnh về độ tăng nhiệt của cuộn dây kích từ phải xây dựng quan hệ giữa độ tăng nhiệt với tổn hao trong cuộn dây kích từ.

Số hiệu chỉnh bằng hiệu tung độ của các điểm, một trong số đó nhận được khi thử không tải ở điện áp danh định; còn tung độ kia ở cùng dòng điện kích từ trên đồ thị qua hệ được xác định khi điện áp được giảm.

15.2.4. Để xác định nhiệt độ cuộn dây của máy trên cơ sở các lần thử nghiệm không tải và ngắn mạch, tiến hành thử phát nóng ở chế độ làm việc của máy phát như sau:

1. Ngắn mạch ở dòng điện danh định của phần ứng và tần số quay danh định. Xác định sự phát nóng do các tổn hao cơ bản, tổn hao phụ và tổn hao cơ cũng như do tổn hao kích từ được giảm gây ra.

2. Không tải ở điện áp danh định. Xác định sự phát nóng do các tổn hao trong thép, các tổn hao cơ khí cũng như do tổn hao kích từ được giảm gây ra.

3. Không tải, không kích từ ở chế độ này, xác định sự phát nóng chỉ do tổn hao cơ gây ra.

...

...

...

Độ tăng nhiệt của cuộn dây phần ứng so với nhiệt độ môi trường làm nguội được xác định một cách gần đúng không tính đến sự ảnh hưởng của sự phát nóng ở các bộ phận riêng biệt của máy đối với nhau.

Độ tăng nhiệt ∆θ của cuộn dây phần ứng trên nhiệt độ làm nguội ở điện áp danh định, dòng điện phần ứng bằng danh định và hệ số công suất bằng danh định, được xác định theo công thức:

∆θ = ∆θ_A + ∆θ_B + ∆θ_C (9)

trong đó

∆θ_A; ∆θ_B; ∆θ_C là độ tăng nhiệt của cuộn dây phần ứng trên nhiệt độ môi trường làm nguội ở các chế độ cho trong điều 15.2.4 ứng với các điểm từ 1 đến 3, đo bằng °C.

Độ tăng nhiệt của cuộn dây kích từ được xác định theo tất cả các lần thử và được đưa vào đồ thị theo hàm số của tổn hao I^2_ƒRƒ. Độ tăng nhiệt ứng với dòng điện kích từ danh định được xác định bằng cách ngoại suy đường cong nhận được.

16. Thử ngắn mạch ba pha đột ngột

16.1. Tiến hành thử ngắn mạch ba pha đột ngột để thử nghiệm độ bền cơ của máy và cũng để xác định các thông số điện từ.

Việc ngắn mạch cuộn dây phần ứng được tiến hành khi cho máy làm việc ở chế độ không tải với điện áp đã cho ở tần số quay danh định và khi máy điều chỉnh kích từ tự động được cắt.

...

...

...

Với hệ thống kích từ không có chổi, thử ngắn mạch đột ngột được tiến hành khi máy kích từ làm việc không có bộ điều chỉnh kích từ tự động.

Nếu dùng hệ thống tự kích từ với các chỉnh lưu có điều khiển hoặc dùng hệ thống kích từ cao tần có các chỉnh lưu không điều khiển để làm hệ thống kích từ cơ bản thì phải dùng hệ thống kích từ điện cơ để thử nghiệm. Khi đó dòng điện kích từ danh định phải bằng hai hoặc gấp nhiều lần dòng điện kích từ không tải của máy được thử nghiệm.

Máy kích từ trong trường hợp này cũng cần phải có kích từ độc lập, còn nếu có cuộn dây kích từ nối tiếp thì cuộn dây đó phải được cắt ra.

Nếu không chịu đựng được những yêu cầu chỉ dẫn, thì để kiểm tra rung động, sức bền cơ và biến dạng, cho phép đồng thời lúc ngắn mạch cuộn dây phần ứng tiến hành ngắn mạch cuộn dây kích từ của máy đo được.

16.1.1. Để xác định sự phù hợp của máy theo các yêu cầu về sức bền cơ, tiến hành xem xét trước và sau khi ngắn mạch đột ngột, đặc biệt là quan sát phần đầu bối của cuộn dây phần ứng cũng như các chi tiết kẹp chặt chúng. Sau khi thử ngắn mạch đột ngột cần tiến hành thử độ bền điện của cách điện cuộn dây phần ứng với vỏ máy (chương 5).

Ở các máy công suất trên 75000kVA, trước và sau khi thử ngắn mạch phải xác định đặc tính rung động tần số của cuộn dây cũng như tiến hành đo rung động của chúng ở chế độ không tải với điện áp và tần số danh định và ở chế độ ngắn mạch với dòng điện phần ứng có trị số danh định. Trong quá trình thử nghiệm ngắn mạch đột ngột phải đo rung động và biến dạng các bộ phận kết cấu của máy.

Sau khi lắp đặt cái cảm biến đo lường trên cuộn dây, tiến hành thử cuộn dây này đối với vỏ bằng điện áp chỉnh lưu không nhỏ hơn 1,5 điện áp danh định hoặc bằng điện áp danh định tần số 50Hz lúc cái cảm biến được nối đất.

Để kiểm tra sự làm việc đúng đắn của khí cụ đã lắp phải tiến hành thử ngắn mạch đột ngột bắt đầu ở điện áp không lớn hơn 0,3 điện áp danh định và ghi đồ thị sóng các chỉ số của máy đo biến dạng, cảm biến đo rung và dòng điện trong tất cả ba pha.

16.1.2. Nếu thử ngắn mạch đột ngột được dùng để xác định điện kháng, hằng số thời gian thì việc ngắn mạch ba pha phải được thực hiện đồng thời với thời gian không chậm quá 15 độ điện. Nếu thành phần không chu kỳ của dòng điện phần ứng không cần phải xác định thì giá trị đã chỉ ra ở trên có thể cao hơn.

...

...

...

Việc ghi nhận quá trình quá độ phải được kéo dài quá khoảng thời gian bằng khoảng hai lần giá trị hằng số thời gian quá độ dọc trục khi ngắn mạch cuộn dây phần ứng, lúc đó giá trị xác lập phải được đo bằng các khí cụ và được ghi trên máy hiện sóng.

Để đo dòng điện ngắn mạch phải dùng sun không cảm ứng hoặc máy biến áp đo lường.

Các máy biến dòng có lõi thép phải được chọn sao cho trị số lớn nhất có thể có của dòng điện ngắn mạch xung nằm trên phần đường thẳng của đặc tính máy biến áp.

Nên dùng máy biến áp có cuộn dây thứ cấp chuyển vị, bảo đảm bù ảnh hưởng của từ trường ngoài. Trước khi thử các lõi thép của máy biến dòng phải được khử từ.

Điện trở chung của các khí cụ đo lường và dây dẫn nối đầu vào mạch thứ cấp của máy biến dòng không được vượt quá giá trị danh định đã được quy định.

Cho phép dùng máy biến áp dòng kiểu không khí đấu vào máy hiện sóng qua khuyếch đại tích phân. Trong tất cả các trường hợp khi chỉ yêu cầu xác định dòng điện va đập và thành phần chu kỳ, có thể dùng điện kế hiện sóng tích phân.

Ngay trước lúc ngắn mạch, phải đo điện áp ở đầu ra của máy, dòng điện kích từ và nhiệt độ cuộn dây kích từ.

Để nhận được các thông số tương ứng với trạng thái không bão hòa của máy, tiến hành thử ngắn mạch ở vài giá trị điện áp nằm trong giới hạn 0,1 ÷ 0,4 giá trị danh định. Đối với một điện áp, xác định các thông số sau đó, vẽ quan hệ thay đổi theo các giá trị ban đầu của dòng điện quá độ hoặc siêu quá độ. Các trị số không bão hòa của các thông số được xác định theo quan hệ này cho các dòng điện bằng dòng điện danh định của phần ứng.

Trị số của các thông số tương ứng với trạng thái không bão hòa của máy được xác định trực tiếp trong trường hợp khi thử ngắn mạch đột ngột được tiến hành với điện áp danh định ở các đầu ra của máy. Nếu thử nghiệm với điện áp danh định không thể thực hiện được thì tiến hành thử bởi ba điện áp: 0,3; 0,5; 0,7 điện áp danh định, xác định các thông số đối với mỗi một thử nghiệm, vẽ quan hệ giữa các thông số theo điện áp trước thử và dùng ngoại suy để xác định các trị số bão hòa của các thông số tương ứng với điện áp danh định.

...

...

...

Thành phần chu kỳ của dòng điện phần ứng khi ngắn mạch được xác định theo trung bình số học của các thành phần chu kỳ của dòng điện ba pha.

Để xác định thành phần quá độ ∆l'K và thành phần siêu quá độ ∆l”K, từ đường cong thay đổi của thành phần chu kỳ của dòng điện phần ứng trừ đi biên độ của dòng điện ngắn mạch xác lập I_nm(∞).

Hiệu số nhận được trên đồ thị trong hệ tọa độ nửa lôgarit chính là tổng I^’_nm + I^’’_nm .

Trị số ban đầu của thành phần quá độ của dòng điện ngắn mạch ∆I’_nm (o) được xác định theo:

1. Nếu đường cong được vẽ (trừ phần đầu) là đường thẳng (tương ứng với số mũ) thì kéo dài nó về trục tung để xác định giá trị ban đầu ∆I’_nm (o) của thành phần quá độ của dòng điện ngắn mạch (hình 4).

2. Nếu đường cong đó không có phần nào là đoạn thẳng thì đo biên độ của dòng l_A (hình 5) tương ứng với thời gian OA', ở đây OA’ lấy bằng mười chu kỳ dòng hoặc thời gian trong đó thành phần siêu quá độ trở nên không đáng kể.

  Hình 4                                       Hình 5

Xác định thời gian OB’, trong đó l_A tắt dần đến giá trị:

...

...

...

Hằng số thời gian được xác định như là hiệu số OB’ - OA’ (giây).

Giá trị ban đầu của thành phần quá độ ∆I’_nm (o) được xác định bằng cách ngoại suy về trục tung đoạn thẳng được vẽ qua các điểm ứng với dòng điện l_­A và l_B (hình 5).

Thành phần siêu quá độ của dòng điện ngắn mạch được xác định như là hiệu số giữa đường cong ∆I’_nm  + ∆I’’_nm (o) và đường thẳng xác định giá trị ∆I’_nm . Sự thay đổi của thành phần siêu quá độ của dòng điện theo thời gian cũng được vẽ trên tọa độ nửa lôgarit (hình 4).

Tiến hành xác định giá trị ban đầu của thành phần siêu quá độ của dòng điện ngắn mạch ∆I’’_nm  (o) bằng cách ngoại suy phần đường thẳng của đường cong nhận được về phía trục tung.

16.1.4. Thành phần không chu kỳ của dòng điện ở cả ba pha được vẽ theo thời gian trong tọa độ nửa lôgarit. Ngoại suy các đường cong này tại điểm xuất hiện ngắn mạch sẽ tìm được giá trị ban đầu của dòng điện tương ứng.

Để tìm trị số lớn nhất có thể có của thành phần không chu kỳ của dòng điện phần ứng vẽ các giá trị ban đầu của thành phần không chu kỳ của dòng điện ở từng pha riêng rẽ (có được bằng cách ngoại suy) dưới dạng véctơ xuất phát từ một điểm.

Trước hết, đặt véctơ lớn nhất trong số các véctơ: 1_a3, sau đó vẽ về hai phía của véctơ đó các véctơ khác I_a1 và l_a2 tạo thành với véctơ này một góc 60°. Từ cuối mỗi véc tơ, dựng đường vuông góc với nó.

Chiều dài véctơ vẽ từ điểm chung đến trọng tâm của tam giác tạo ra do các đường vuông góc vừa vẽ cắt nhau sẽ cho giá trị lớn nhất có thể có của thành phần không chu kỳ I_amax; thành phần đó bằng giá trị số ban đầu của biên độ thành phần chu kỳ (hình 6).

...

...

...

Giá trị lớn nhất có thể có của thành phần không chu kỳ của dòng điện có thể được xác định một cách tương tự (theo đơn vị tương đối hay đơn vị vật lý) theo công thức:

I_{amax =}             (10)

trong đó

I_a3 là giá trị tuyệt đối lớn nhất ban đầu của thành phần không chu kỳ của dòng, A.

I_a1 là giá trị tuyệt đối ban đầu của thành phần không chu kỳ của dòng điện trong một pha bất kỳ của hai pha khác.

16.1.5. Theo đồ thị sóng dòng điện trong mạch kích từ khi ngắn mạch đột ngột cuộn dây phần ứng xác định quan hệ của thành phần chu kỳ dòng điện theo thời gian như là nửa hiệu số của các tung độ các đường bao trên và dưới của đồ thị sóng dòng điện trong cuộn dây kích từ và vẽ nó trong hệ tọa độ nửa lôgarit. Trị số ban đầu của dòng điện thành phần chu kỳ được xác định bằng cách ngoại suy đường cong nhận được tại lúc ngắn mạch. Trong trường hợp nếu sự tắt dần của thành phần chu kỳ của dòng điện trong mạch kích từ không theo quy luật hàm số mũ thì phải xác định trị số ban đầu của nó bằng cách ngoại suy tại lúc ngắn mạch nhờ tiếp tuyến với phần cơ bản của đường cong.

16.1.6. Dòng điện xung lớn nhất có thể có khi ngắn mạch đột ngột được xác định như là tổng của thành phần chu kỳ và thành phần không chu kỳ qua 0,5 chu kỳ sau lúc ngắn mạch.

Trị số của thành phần chu kỳ đối với thời điểm này được xác định như là tổng của dòng ngắn mạch đột ngột xác lập, với thành phần quá độ và siêu quá độ của dòng điện này.

Hai thành phần vừa kể phải lấy trên đồ thị (hình 4) tại các thời điểm tương ứng.

...

...

...

I_a = I_amax.e -0,5/t_a.f_dđ

trong đó

I_amax là trị số lớn nhất có thể có của thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch, A.

e là cơ số lôgarit tự nhiên.

t_a là hằng số thời gian dao động tắt dần của thành phần không chu kỳ của dòng điện (điểm 2.3.5), s.

f_dđ là tần số danh định, Hz.

Nếu tỷ lệ xích dòng điện phần ứng được biểu diễn bằng trị số hiệu dụng của dòng điện thì để xác định dòng điện lớn nhất có thể có khi ngắn mạch đột ngột phải nhân tổng tìm được của thành phần chu kỳ và không chu kỳ với .

17. Xác định tỷ số ngắn mạch và điện kháng đồng bộ.

Trong các công thức xác định điện kháng, coi điện trở tác dụng thứ tự thuận không lớn và nếu không có quy định khác thì có thể bỏ qua điện trở tác dụng. Trong các trường hợp khi điện trở tác dụng thứ tự thuận gồm khoảng 0,2 hoặc lớn hơn trị số điện kháng đo được thì các công thức được coi như là gần đúng.

...

...

...

K_c = =    (12)

17.2. Điện kháng đồng bộ dọc trục (X_d) được xác định theo đặc tính không tải và ngắn mạch bằng thử nghiệm quay pha.

17.2.1. Xác định điện kháng đồng bộ dọc trục theo thương của điện áp không tải lấy theo phần đường thẳng của đặc tính không tải (hoặc phần kéo dài của nó) ở một vài dòng điện kích từ trên dòng điện ngắn mạch đối xứng nhận được theo đặc tính ngắn mạch ở cùng một dòng điện kích từ như vậy (hình 7) theo các công thức:

X_d =     (13)

X_d = ==        (14)

Các đặc tính không tải và ngắn mạch phải được đưa về đầu trục tọa độ.

Trị số X_d nhận được như vậy là trị số bão hòa.

17.2.2. Việc xác định các điện kháng đồng bộ từ thử nghiệm quay pha được thực hiện ở nguồn điện áp xoay chiều có tần số tương ứng, công suất đầy đủ và có pha được điều chỉnh. Muốn vậy, dùng một động cơ đồng bộ quay máy thử ở trạng thái không kích từ. Cuộn dây phần ứng của máy thử được đấu vào một nguồn cung cấp có cùng một tần số như động cơ. Nguồn cung cấp có pha điều chỉnh được phải đấu vào giữa lưới điện và máy được thử hoặc giữa lưới điện với động cơ truyền động.

Không cần phải điều chỉnh pha điện áp các nguồn cung cấp nếu động cơ truyền động được kích từ theo hai trục vuông góc với nhau. Trong mọi trường hợp, bằng sự quay chậm của pha điện áp phải tìm được vị trí tại đó dòng điện phần ứng của máy được thử có trị số nhỏ nhất và lớn nhất ứng với giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của điện áp. Nếu khi thử, đo công suất tác dụng thì phải đọc các chỉ số tại lúc trị số công suất có giá trị nhỏ nhất.

...

...

...

Hình 7.

Điện kháng dọc trục được xác định với dòng điện phần ứng nhỏ nhất l_min và điện áp phần ứng lớn nhất U_max theo các công thức:

X_d =       (15)

X_d =         (16)

17.3.1. Việc xác định điện áp đồng bộ ngang trục bằng thử nghiệm quay pha được tiến hành theo điều 17.2.2 với dòng điện phần ứng cực đại I_max và điện áp phần ứng cực tiểu U_min.

Khi đó

X_d =      (17)

X_d =          (18)

17.3.2. Xác định điện kháng đồng bộ ngang trục bằng phương pháp kích từ âm được tiến hành trên các máy có tổn hao cỡ nhỏ hơn 1%. Khi đó máy phải làm việc song song với lưới không có tải tác dụng ở điện áp gần bằng danh định. Trong thời gian thử phải giảm dòng điện kích từ xuống không, thay đổi hướng dòng điện và tăng từ từ nó đến khi máy mất đồng bộ.

...

...

...

Xác định X_q theo công thức:

X_q = X_d .            (19)

Trong đó:

 là trị số tuyệt đối của sức điện động xác định theo đặc tính không tải được nắn thẳng (hình 8) vẽ qua điểm ứng với điện áp u_r, đối với dòng kích từ

u_r và là điện áp phần ứng và dòng điện kích từ ngay trước khi mất đồng bộ.

X_d là điện kháng đồng bộ dọc trục được xác định theo cùng một đặc tính không tải được nắn thẳng, Ω.

Nếu khi thử, dòng điện phần ứng được xác định ngay trước lúc mất đồng bộ I_r , thì x_q được tính theo công thức:

x_q =          (21)

x_q =               (22)

...

...

...

Hình 8

17.3.3. Việc xác định điện kháng đồng bộ ngang trục bằng phương pháp hệ số trượt nhỏ được thực hiện khi cung cấp cho cuộn dây phần ứng của máy công tác ở hệ số trượt nhỏ bằng một nguồn có điện áp đối xứng bằng từ 0,01 đến 0,2 U_dđ.

Lúc đó, điện áp phải như thế nào để máy không bị mất đồng bộ. Cuộn dây kích từ phải hở mạch, rôto được quy bằng một động cơ sơ cấp có hệ số trượt không lớn hơn 0,01; đối với máy có rôto là một khối thì không được lớn hơn 0,002 để thực tế loại bỏ được ảnh hưởng của các dòng điện sinh ra trong chế độ không đồng bộ ở mạch vòng giảm rung.

Tại thời điểm đóng hoặc cắt nguồn cung cấp khỏi cuộn dây phần ứng, cuộn dây kích từ phải được nối ngắn mạch hoặc ngắn mạch qua một điện trở để tránh sự hư hỏng có thể xảy ra.

Khi tiến hành thử, phải dùng khí cụ để đo hoặc ghi đồ thị sóng của dòng điện và điện áp phần ứng, điện áp trong cuộn dây kích thích (hình 9) hệ số trượt và nếu có thể, cả góc d.

Nếu điện áp dư của máy lớn hơn 0,3 điện áp đặt vào thì lõi dẫn điện từ của máy phải được khử từ trước lúc thử.

X_q được tính theo dòng điện và điện áp của phần ứng đo được trong khi thử ở điện áp cực đại U_f trên cuộn dây kích từ (khi đó góc d = 90°C) bằng công thức sau:

    (23)

        (24)

...

...

...

Nếu khi thử, điện áp dư của máy (U­_dư) nằm trong giới hạn 0,1 ÷ 0,3 điện áp đặt vào, thì trị số dòng điện I­_max phải xác định theo công thức:

trong đó:

I_tb là nửa tổng số của hai cực đại liên tiếp của đường bao dòng điện (hình 9), A.

x_d là điện kháng đồng bộ dọc trục xác định theo điều 17.2, Ω.

Trị số U_min được xác định bằng trị số trung bình số học của hai cực tiểu liên tiếp của đường bao điện áp (hình 9).

Hình 9

Để kiểm tra kết quả nhận được, từ thử nghiệm này, xác định X_d theo các kết quả đo điện áp và dòng điện vào lúc điện áp trên cuộn dây kích thích hở mạch có giá trị bằng không.

...

...

...

X_d =    (27)

       (28)

Ở giá trị điện áp dư bằng 0,1 ÷ 0,3 giá trị điện áp đặt vào, phải lấy nửa tổng số của hai cực tiểu liên tiếp trên đường bao dòng điện làm giá trị I_min còn U_max được lấy bằng nửa tổng số hai cực đại liên tiếp trên đường bao điện áp (hình 9).

Việc đo được lặp lại với một vài trị số hệ số trượt và ngoại suy các giá trị nhận được x_q và x_d về giá trị hệ số trượt bằng không.

Các kết quả đo X_q ở các thí nghiệm có hệ số trượt nhỏ được coi là đúng trong trường hợp nếu giá trị X_d nhận được trong cùng thí nghiệm này trùng với giá trị của nó nhận được theo điều 17.2.1 với sai số đến 5%. Các giá trị X_q nhận được từ thử nghiệm hệ số trượt nhỏ tương ứng với trạng thái không bão hòa của máy.

17.3.4. Việc xác định điện kháng đồng bộ dọc trục bằng phương pháp phụ tải có đo góc giữa sức điện động của máy và điện áp trên các đầu ra được thực hiện khi máy đem thử làm việc song song với lưới điện hoặc trên tải đã được cắt ra ở tần số danh định.

Công suất tác dụng của máy không được nhỏ hơn 0,5 công suất danh định ở hệ số công suất gần bằng danh định.

Khi tiến hành thử, cần đo điện áp U, dòng điện phần ứng I, góc g giữa điện áp và dòng điện và xác định góc d (góc bên trong giữa các véctơ điện áp trên các đầu ra và sức điện động của máy).

Góc d có thể được đo bằng phương pháp hoạt nghiệm hoặc một phương pháp bất kỳ khác.

...

...

...

X_q­ =    (29)

x_q =          (30)

Trong tất cả các trường hợp không thể bỏ qua trị số điện trở, giá trị X­_q được tính theo công thức:

X_q =           (31)

     (32)

trong đó:

l_d = l.sin(d+g) là thành phần dọc trục của dòng điện phần ứng, A.

I_q = I.cos(d+g) là thành phần ngang trục của dòng điện phần ứng, A.

R_a là điện trở pha của cuộn dây phần ứng, Ω.

...

...

...

18. Xác định điện kháng quá độ.

18.1. Điện kháng quá độ dọc trục X^’_d phải được xác định bằng thử nghiệm ngắn mạch đột ngột ba pha. Cho phép xác định X^’_d từ thử nghiệm phục hồi điện áp và bằng cách tính toán theo các trị số đã biết X_d, t^’_do, và t^’_d.

18.1.1. Điện kháng quá độ dọc trục từ thử nghiệm ngắn mạch đột ngột (chương 16) được xác định bằng tỷ số giữa điện áp không tải đo trực tiếp trước lúc ngắn mạch U_(o) trên trị số ban đầu của thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch sau khi trừ đi thành phần siêu quá độ (hình 4) theo công thức:

X^’_d =           (33)

        (34)

18.1.2. Việc xác định điện kháng quá độ bằng phương pháp phục hồi điện áp được thực hiện theo đồ thị sóng của việc phục hồi điện áp phần ứng sau khi cắt bỏ sự ngắn mạch đối xứng trên các đầu ra của máy. Lúc này nhận được các giá trị không bão hòa của điện kháng.

Phương pháp phục hồi điện áp như sau:

Máy thử được quy với tần số danh định khi cuộn dây phần ứng được ngắn mạch. Dòng điện kích từ lấy ở giá trị tương ứng với phần đường thẳng của đặc tính không tải. Yêu cầu đối với hệ thống kích từ phải tương tự như chỉ dẫn ở chương 16.

Việc cắt mạch ba pha xác lập được thực hiện đồng thời ở cả ba pha với góc sai lệch trong giới hạn 180 độ điện ở thời điểm diệt hồ quang. Trong thời gian thử, ghi dao động các điện áp dây và dòng điện phần ứng trong tất cả các pha (để kiểm tra việc cắt đồng thời). Hiệu giữa điện áp xác lập và điện áp phục hồi U_(∞) - U, xác định theo biên độ được vẽ trên đồ thị tọa độ nửa lôgarit. Việc ngoại suy phần đường thẳng ở đồ thị này trên trục tung sẽ cho giá trị ban đầu của thành phần quá độ điện áp ∆^’_n(o). Để nhận được giá trị ban đầu của thành phần siêu quá độ của điện áp ∆^’’_n(o) thì vẽ trên đồ thị này hiệu điện áp xác định bởi đường cong 1 và thành phần quá độ của điện áp ∆^’_n khi ngoại suy nó ở thời điểm cắt ngắn mạch (hình 10).

...

...

...

Hình 10

Điện kháng quá độ dọc trục được xác định theo tỷ số của hiệu điện áp xác lập U_(∞) và trị số ban đầu của thành phần quá độ của điện áp ∆U^’_(o) và dòng điện phần ứng l_nm đo trực tiếp trước thời điểm cắt ngắn mạch (hình 10) theo các công thức sau:

X^’_d =          (35)

x^’_d =              (36)

18.1.3. Điện kháng quá độ với các trị số đã biết X_d, t^’_do; t^’_d được tính theo công thức:

               (37)

Trong đó

t^’_do là hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch (điều 23.1), S.

t^’_d là hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch (điều 23.3), S.

...

...

...

19.1. Điện kháng siêu quá độ dọc trục X^’’_d được xác định từ thử nghiệm ngắn mạch đột ngột. Cho phép xác định X^’’_d từ thử nghiệm phục hồi điện áp, cắt nguồn cung cấp, cung cấp cho cuộn dây phần ứng bằng nguồn bên ngoài ở hai vị trí của rôto và một vị trí tùy ý của rôto.

19.1.1. Điện kháng siêu quá độ dọc trục X^’’_d được xác định bằng thử nghiệm ngắn mạch đột ngột (chương 16) bằng tỷ số điện áp, không tải đo trực tiếp trước thời điểm ngắn mạch với giá trị ban đầu của thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch, giá trị này được xác định bằng cách phân tích đồ thị sóng (hình 4) theo công thức:

X^’’_d =           (38)

x^’’_d =                   (39)

19.1.2. Điện kháng siêu quá độ dọc trục thử nghiệm phục hồi điện áp (điều 18.1.2) được xác định bằng tỷ số của hiệu giữa điện áp xác lập U_(∞) và tổng các giá trị ban đầu của thành phần quá độ ∆U^’_(o) và siêu quá độ ∆U^’’_(o) của điện áp với dòng điện phần ứng đo trực tiếp trước thời điểm cắt ngắn mạch l­_nm (hình 10) theo công thức:

X^’’_d =         (40)

x^’’_d =        (41)

19.1.3. Để xác định điện kháng siêu quá độ bằng phương pháp cắt cung cấp cho máy có cuộn dây kích từ nối ngắn mạch được quay với hệ số trượt nhỏ hơn 1%. Đấu cuộn dây phần ứng với nguồn ba pha đối xứng tần số danh định và có điện áp giảm 5 ÷ 10% U_dđ. Tiến hành cắt lúc rôto ở vị trí dọc hoặc nằm ngang. Vị trí này được xác định bằng cách đo góc bên trong giữa véctơ điện áp và sức điện động của máy.

Trong khi thử cần ghi điện áp dây, dòng điện phần ứng và vị trí của rôto.

...

...

...

Điện kháng siêu quá độ dọc trục được tính theo công thức:

X^’’_d =       (42)

x^’’_d =          (43)

trong đó:

I_(o) là dòng điện phần ứng ở thời điểm trước khi cắt máy.

∆U_o là giảm áp tức thời của phần ứng tại thời điểm cắt máy, hình 11, V.

Hình 11.

19.1.4. Việc xác định điện kháng siêu quá độ bằng phương pháp cung cấp cho cuộn dây phần ứng bằng nguồn điện bên ngoài với hai vị trí của rôto đứng yên được thực hiện bằng cách đấu nguồn điện xoay chiều có điện áp giảm và tần số danh định vào hai đầu cuộn dây ra bất kỳ của cuộn dây phần ứng. Cuộn dây kích từ cần được nối đất.

...

...

...

Thời gian đặt điện áp phải được hạn chế sao cho các phần của rôto không bị quá nóng.

Khi rôto quay chậm, phải tìm được vị trí tại đó dòng điện trong cuộn dây kích từ có giá trị cực đại và giá trị coi như bằng không. Vị trí thứ nhất tương ứng với trục dọc và vị trí thứ hai tương ứng với trục ngang.

Tại các vị trí này, phải đo điện áp đặt vào U, dòng điện trong cuộn dày phần ứng I và công suất tiêu thụ P.

Nếu không thể thực hiện với dòng điện hoặc điện áp danh định thì để xác định các thông số ứng với điều kiện khởi động hoặc trạng thái không bão hòa của máy, phải tiến hành một số thí nghiệm ở các giá trị khác nhau của điện áp đặt vào. Căn cứ vào các số ghi nhận được, vẽ quan hệ của thông số được xác định theo điện áp đặt vào hoặc dòng điện trong cuộn dây phần ứng.

Đối với máy và cuộn dây phần ứng đặt trong rãnh kín và nửa kín hoặc cuộn dây giảm rung đặt trong rãnh kín, điện áp đặt vào không được nhỏ hơn 0,2 điện áp danh định.

Điện kháng siêu quá độ dọc trục được xác định theo công thức:

X^’’_d =           (44)

X^’’_d =   (45)

Trong đó:

...

...

...

x^’’_d =

r^’’_d =

Trị số điện áp, dòng điện và công suất phải được đo ở dòng điện cực đại trong cuộn dây kích từ. Nên đo công suất bằng wát mét côsin thấp.

19.1.5. Việc xác định điện kháng siêu quá độ bằng phương pháp cung cấp cho cuộn dây phần ứng từ nguồn bên ngoài ở vị trí tùy ý của rôto đứng yên được thực hiện bằng cách đấu lần lượt mỗi đôi đầu dây ra của cuộn dây phần ứng của máy đem thử vào một nguồn điện xoay chiều có điện áp giảm. Cuộn dây kích thích cần được nối ngắn mạch.

Việc xác định được tiến hành ở vị trí không thay đổi của rôto trong suốt cả ba lần đo. Nếu cần thiết phải hãm chặt rôto.

Trị số điện áp và thời gian đặt của nó tiến hành theo điều 19.1.4.

Khi đấu một đôi đầu dây ra, phải đo điện áp vào U, dòng điện I và công suất P của mạch phần ứng và dòng điện trong cuộn dây kích thích.

Căn cứ vào số liệu thử nghiệm, tính toán điện kháng giữa mỗi một đôi đầu dày ra của cuộn dây phần ứng (X₁₂ , X₂₃ , X₃₁) theo các công thức cho trong điều 19.1.4.

Điện kháng siêu quá độ dọc trục tính theo đơn vị vật lý (hay đương đối) bằng công thức:

...

...

...

ở đây:              X_tb =

Xác định dấu ở trước A như sau:

Dấu +, nếu trị số lớn nhất trong ba trị số điện kháng đo được của phần ứng tương ứng với trị số lớn nhất trong số ba trị số dòng điện đo được trong mạch cuộn dây kích từ.

Dấu -, nếu trị số lớn nhất trong ba trị số điện kháng đo được của phần ứng tương ứng với trị số nhỏ nhất trong số ba trị số dòng điện đo được trong mạch cuộn dây kích từ.

19.2. Điện kháng siêu quá độ ngang trục X^’’_d được xác định bằng thử nghiệm:

Cắt nguồn cung cấp, cung cấp cho cuộn dây phần ứng bằng một nguồn bên ngoài, với hai vị trí của rôto hoặc với một vị trí tùy ý của rôto.

19.2.1. Xác định điện kháng siêu quá độ ngang trục bằng phương pháp cắt cung cấp cho cuộn dây phần ứng khỏi nguồn có điện áp giảm được thực hiện theo điều 19.1.3. Tiến hành cắt tại vị trí rôto nằm ngang. Điện kháng siêu quá độ ngang trục X^’’_d được tính theo công thức.

     (47)

...

...

...

19.2.2. Điện kháng siêu quá độ ngang trục trong thử nghiệm cung cấp cho cuộn dây phần ứng bằng nguồn bên ngoài ở hai vị trí của rôto không chuyển động được xác định theo công thức ở điều 19.1.4 nhưng các chỉ số d được thay bằng trị số q.

Điện áp, dòng điện và công suất phải được đo với giá trị coi như bằng không của dòng điện trong cuộn dây kích từ.

19.2.3. Điện kháng siêu quá độ ngang trục trong thử nghiệm cung cấp cho cuộn dây phần ứng bằng một nguồn ngoài ở một vị trí không đổi nào đó tùy ý của rôto được thực hiện theo điều 19.1.5.

Xác định dấu đứng trước ∆X được tiến hành như sau:

Dấu cộng, nếu giá trị lớn nhất trong ba trị số điện kháng đo được của phần ứng tương ứng giá trị nhỏ nhất trong ba giá trị dòng điện trong mạch kích từ.

Dấu trừ, nếu giá trị lớn nhất trong ba giá trị của điện kháng của phần ứng đo được tương ứng với giá trị lớn nhất trong ba giá trị dòng điện trong mạch kích từ.

20. Xác định điện kháng và điện trở thứ tự ngược.

20.1. Điện kháng X₂ và điện trở thứ tự ngược R_­2 được xác định bằng thử nghiệm ngắn mạch hai pha xác lập hoặc bằng thử nghiệm xen kẽ được đảo ngược pha.

Cho phép xác định X₂ bằng phương pháp tính toán theo các trị số và X^’’_d và X^’’_q đã biết.

...

...

...

Hình 12

Lúc thử nghiệm, phải đo dòng điện ngắn mạch l_nm2, dòng điện kích từ, điện áp giữa các đầu dây ra và một trong các pha khép mạch U và công suất P.

Việc đo được thực hiện với một vài giá trị dòng điện ngắn mạch.

Để tránh phát nóng quá mức trong các phần của rôto, thời gian thử ngắn mạch hai pha xác lập với dòng điện lớn hơn 0.1 I_dđ được hạn chế chỉ đủ để đọc các chỉ số của khí cụ đo.

Đối với máy cực hiện, dòng điện có thể cho đạt đến danh định, nếu khi đó độ rung của máy không vượt quá trị số cho phép. Ở các máy cực ẩn, dòng điện phần ứng thông thường phải giới hạn trong phạm vi tối đa là 0,5 l_dđ Điện kháng X₂ và điện trở R₂ thứ tự ngược được tính theo công thức.

                (49)

                (50)

      (51)

...

...

...

Để kết quả đo không bị méo khi có mặt các điều hòa bậc cao, trong quá trình thử phải xác định dạng của đường cong điện áp và dòng điện, và khi chúng lệch khỏi dạng hình sin thì trong tính toán phải chấp nhận giá trị tương ứng với sóng cơ bản. Cho phép sử dụng giá trị công suất phản kháng Q đo được.

Trong trường hợp này, X₂ và R₂ phải được tính trong hệ đơn vị vật lý (hoặc đơn vị tương đối) theo các công thức:

       (53)

        (54)

Theo các giá trị X₂ và R₂ nhận được trong các kết quả đo, các giá trị đó được tính toán cho mỗi một giá trị l_nm2 đo được, vẽ quan hệ của chúng theo dòng điện. Các giá trị không bão hòa X₂ và R₂ được xác định bằng cách ngoại suy các quan hệ nhận được cho dòng điện ngắn mạch bằng  trị số danh định.

20.1.2. Việc xác định điện kháng và điện trở thứ tự ngược theo phương pháp xen kẽ đảo ngược pha được tiến hành bằng cách cung cấp cho máy quay với tần số danh định bằng một nguồn bên ngoài có điện áp đối xứng và giảm, bằng từ 0,02 ÷ 0,2 U_dđ có đảo pha nghĩa là làm việc trong chế độ hãm điện từ với hệ số trượt bằng 2.

Cuộn dây kích từ phải được nối ngắn mạch.

Nếu điện áp dư của máy đem thử nghiệm vượt quá 0,30 điện áp của nguồn thì rôto của máy trước lúc thử phải để hở mạch.

Khi thử, đo điện áp và dòng điện trong tất cả ba pha và công suất.

...

...

...

                        (55)

              (56)

                    (57)

                         (58)

                     (59)

                         (60)

trong đó:

P là công suất đưa vào cuộn dây phần ứng, W.

I là dòng điện trung bình đo được, A.

...

...

...

Điện kháng và điện trở được xác định đối với mỗi một trị số điện áp đặt vào. Trên cơ sở các kết quả đo được, xây dựng quan hệ của chúng theo dòng điện.

20.1.3. Điện kháng thứ tự ngược được tính theo các giá trị X^’’_d + X^’’_q bằng công thức:

(61)

Việc xác định X^’’_d và X^’’_d được thực hiện theo chương 19.9.

21. Xác định điện kháng và điện trở thứ tự không.

21.1. Điện kháng thứ tự không X_o và điện trở thứ tự không R_­o được xác định bằng thử nghiệm cung cấp cho một phần trong ba pha của máy được thử.

Cho phép xác định X_o và R_o bằng thử nghiệm ngắn mạch xác lập hai pha trên trung tính.

21.1.1. Việc xác định điện kháng và điện trở thứ tự không bằng phương pháp cung cấp một pha trong số ba pha được tiến hành trên máy quay với tần số danh định (hoặc gần danh định) khi ngắn mạch cuộn dây kích từ.

Khi đó, tất cả ba pha của cuộn dây phần ứng phải đấu nối tiếp (tam giác hở): Khi tiến hành thử nghiệm, đo điện áp U, dòng I và công suất P với một giá trị điện áp đặt vào.

...

...

...

Điện kháng X_o và điện trở thứ tự không R_o được tính theo công thức:

            (62)

              (63)

Khi đấu nối tiếp ba pha của cuộn dây:

Khi đấu song song ba pha của cuộn dây:

...

...

...

X_o và R­_o phải được xác định cho mỗi một giá trị điện áp đặt vào và vẽ quan hệ của chúng theo dòng điện.

21.1.2. Việc xác định điện kháng và điện trở tác dụng thứ tự không bằng phương pháp ngắn mạch xác lập hai pha trên trung tính được tiến hành trên máy quay với tần số danh định. Cuộn dây phần ứng phải được đấu theo hình sao nhưng hai pha được khép mạch trên trung tính (hình 13).

Hình 13.

Khi tiến hành thử, máy phải được kích thích và đo điện áp giữa đầu ra của pha khép mạch và trung tính U, dòng điện chạy qua thanh nối ngắn mạch từ các đầu ra ngắn mạch đến trung tính l_o và công suất P.

Việc đo phải được tiến hành với một vài giá trị dòng điện trong dây trung tính. Giá trị dòng điện và thời gian tiến hành thử nghiệm phải được giới hạn dựa vào điều kiện phát nóng của rôto hoặc từ đầu rung động.

...

...

...

         (64)

         (65)

                       (66)

                        (67)

Khi có mặt các điều hòa bậc cao (điều 20.1.1) thì lúc phải chấp nhận các giá trị tương ứng với các điều hòa cơ bản.

Khi sử dụng các khí cụ để đo công suất phản kháng Q thì điện kháng và điện trở thứ tự không có thể được tính theo công thức:

         (68)

            (69)

          (70)

...

...

...

Sau thử nghiệm, các giá trị X_o và R_o nhận được cần tính đổi cho mỗi giá trị l­_o đo được và biểu thị theo quan hệ với dòng điện.

Giá trị bão hòa X_o và R_o được xác định bằng cách ngoại suy các quan hệ nhận được ở các dòng điện trong dây trung tính bằng hai lần dòng điện danh định.

22. Xác định điện kháng tản của phần ứng và điện kháng tính toán.

22.1. Điện kháng tản X_d của mạch phần ứng lúc rôto rút ra được xác định khi cung cấp cho ba pha của cuộn dây phần ứng bằng nguồn điện áp bên ngoài có tần số danh định.

Đo điện áp đây đặt vào U, dòng điện I và công suất dẫn đến P.

Căn cứ vào kết quả đo tính điện kháng pha X_a của phần ứng theo công thức:

            (72)

              (73)

trong đó:

...

...

...

Điện áp của nguồn phải chọn sao cho dòng điện không lớn hơn danh định.

Điện kháng tản tính theo công thức:

              (74)

Trong đó:

X_b là điện kháng do từ thông gây ra trên bề mặt tác dụng của phần ứng. Từ thông này do cuộn dây phần ứng tạo ra trong không gian lúc có rôto, Ω.

Để xác định điện kháng X_b, phải bố trí cuộn dây kiểm tra trên mặt tác dụng của stato. Chiều dài của cuộn dây bằng chiều dài toàn bộ của lõi stato, còn chiều rộng bằng 1/2 bước cực.

Các cạnh tác dụng của cuộn dây này được kẹp dưới các nêm của rãnh. Các phần đầu của nó được uốn theo hướng kính để nó áp sát bề mặt giới hạn của khối lõi stato nhằm tránh ảnh hưởng của từ thông tản xung quanh các phần đầu của cuộn dây. Đấu vôn mét có điện trở trong càng lớn càng tốt vào cuộn dây kiểm tra.

Điện kháng X_b do từ thông tạo ra trên bề mặt tác dụng của phần ứng tính theo công thức:

...

...

...

trong đó:

U_k là điện áp đo được trên cuộn dây kiểm tra, V.

I là dòng điện dây, A.

ω là số vòng dây nối tiếp của một pha của cuộn dây phần ứng.

K là hệ số cuộn dây của cuộn dây phần ứng.

ω_k là số vòng dây của cuộn dây kiểm tra.

Nếu phần ứng có số không nguyên rãnh trên cực và pha thì chiều rộng của cuộn dây kiểm tra phải bằng số rãnh nguyên lớn nhất có thể có, nằm trong một bước cực, còn X_b được tính theo công thức sau:

         (76)

ở đây:

...

...

...

q là số không nguyên rãnh thuộc một cực và một pha.

p = 3,14.

22.2. Xác định điện kháng tính toán X_tt bằng đồ thị. Cho phép xác định X_tt bằng thử nghiệm cung cấp cho cuộn dây phần ứng với rôto tháo rời.

22.2.1. Điện kháng tính toán được xác định bằng cách vẽ đồ thị đặc tính không tải, ngắn mạch ba pha xác lập và căn cứ vào điểm của đặc tính tải tương ứng với giá trị danh định của điện áp và dòng điện phần ứng ở chế độ quá kích từ với hệ số công suất gần bằng không.

Trên đồ thị hình 14 phải vẽ đặc tính không tải và đặc tính ngắn mạch ba pha xác lập và điểm A có tung độ là điện áp danh định và hoành độ là dòng điện kích từ đo được ở dòng điện danh định của phần ứng là cosg = 0 trong chế độ quá kích từ.

Bên trái điểm A, song song với trục hoành, đặt đoạn AF bằng dòng điện kích từ i_fdđ ở dòng điện danh định của phần ứng theo đặc tính ngắn mạch xác lập ba pha.

Hình 14

Từ điểm F, vẽ đường thẳng song song với phần đầu của đặc tính không tải đến khi cắt nó tại điểm H. Đường thẳng vẽ vuông góc với đường AF từ điểm H chính là sụt áp trên điện kháng tính toán X_tt với dòng điện danh định của phần ứng I_dđ.

...

...

...

      (77)

x_tt = u_HG                         (78)

ở đây:

U_HG là sụt áp trên điện kháng tính toán ở dòng điện danh định của phần ứng.

22.2.2. Giá trị gần đúng của điện kháng tính toán X_tt, đối với máy có tần số danh định đến 100Hz có thể nhận được bằng thử nghiệm xác định điện kháng tính toán của mạch phần ứng khi tháo bỏ rôto.

Trong trường hợp này:

X_tt = a.X_a                      (79)

ở đây:

X_­a là điện kháng của phần ứng, đo được khi tháo bỏ rôto (điều 22.3), Ω.

...

...

...

Các giá trị của hệ số có thể chính xác hóa theo các số liệu thử nghiệm trên các máy có cấu tạo tương ứng.

23. Xác định hằng số thời gian.

23.1. Hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch t_do được xác định theo các số liệu thử nghiệm dập trường lúc cuộn dây phần ứng hở mạch. Cho phép xác định t_d bằng các thử nghiệm; kích từ va đập, phục hồi điện áp, cắt nguồn cung cấp hoặc cũng có thể bằng cách tính toán theo các giá trị đã biết X_d, X^’_d và t^’_d.

23.1.1. Việc xác định hằng số thời gian dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch bằng phương pháp dập trường được tiến hành trên máy quay với tần số danh định và ngắn mạch đột ngột cuộn dây kích từ. Trong các trường hợp, khi cần thiết thì nguồn cung cấp của cuộn dây kích từ phải được cắt với thời gian không quá 0,02 giây sau khi khép mạch cuộn dây kích từ. Để hạn chế dòng điện ngắn mạch của nguồn cung cấp cho cuộn dây kích từ thì nên đấu nối tiếp vào đó một điện trở phụ.

Để xác định hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch, việc dập từ trường được tiến hành ở điện áp danh định trên các đầu ra của máy. Trong thời gian thử, ghi dao động sóng điện áp của phần ứng và dòng điện trong cuộn dây kích từ hoặc điện áp trên các vành trượt. Điện áp vừa nói dùng để xác định rõ ràng thời điểm bắt đầu dập trường. Điện áp của phần ứng tương ứng với thời điểm này được coi là điện áp bắt đầu.

Hiệu giữa điện áp của phần ứng nhận được trên đồ thị dao động và điện áp dư của máy ở các thời điểm khác nhau được vẽ trên đồ thị tọa độ nửa lôgarit.

Thời gian mà hiệu điện áp nói trên giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó tương ứng với t_do.

23.1.2. Việc xác định hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch bằng thử nghiệm kích từ va đập được tiến hành khi máy quay ở tần số danh định, cuộn dây kích từ của máy được đấu đột ngột vào mạch của phần ứng của máy kích từ đã được kích thích trước hoặc của một nguồn khác sao cho bảo đảm được điện áp ổn định trên các cực của cuộn dây kích từ. Điệp áp của nguồn được chọn sao cho dòng điện kích từ xác lập tương ứng với phần đoạn thẳng của đặc tính không tải.

Để xác định hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch cần phải ghi dao động dòng điện và điện áp kích từ và điện áp phần ứng. Hiệu xác định được trên đồ thị sóng của giá trị xác lập và giá trị tức thời của điện áp phần ứng được vẽ theo quan hệ thời gian trong tọa độ nửa lôgarit. Phần đoạn thẳng của đường cong nhận được ngoại suy về trục tung và xác định được giá trị ban đầu của thành phần quá độ.

...

...

...

Cho phép xác định t^”_do bằng sự thay đổi dòng điện kích từ. Muốn vậy, trên đặc tính không tải, xác định dòng điện kích từ tương ứng với giá trị xác lập của điện áp phần ứng và đặt trong tọa độ nửa lôgarit, hiệu giữa dòng điện này và giá trị tức thời của dòng điện kích từ cho theo hàm số thời gian.

23.1.3. Việc xác định hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch bằng phương pháp phục hồi điện áp được tiến hành theo thử nghiệm ở điều 18.1.2.

Khoảng thời gian qua đó thành phần quá độ của điện áp ∆U' (hình 10) giảm đến 0,638 giá trị ban đầu của nó tương ứng với t^’_do.

23.1.4. Việc xác định hằng số thời gian dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch bằng phương pháp cắt nguồn cung cấp được tiến hành theo điều 19.1.3. ở vị trí dọc của rôto.

Điện áp xác định trên đồ thị sóng của điện áp phần ứng sau khi trừ điện áp dư U (cs) được vẽ theo quan hệ với thời gian trên tọa độ nửa lôgarit (hình 15).

Phần đường thẳng của đường cong vẽ được ngoại suy về phái trục tung và sẽ xác định được giá trị ban đầu của thành phần quá độ.

Thời gian mà thành phần quá độ giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó sẽ là hằng số thời gian quá độ dọc trục t^’_do.

Hình 15

...

...

...

t^’_do = t^’_d        (80)

ỏ đây:

t^’_d  là hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch (điều 23.3) , sec.

23.2. Việc xác định hằng số thời gian quá độ ngang trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch t^’_d  được thực hiện theo các số liệu khi thử nghiệm cắt nguồn cung cấp (ở điều 19.1.3) ở vị trí ngang của rôto. Tính toán hằng số thời gian được thực hiện theo điều 23.1.4.

Nếu điện áp dư lớn hơn 0,2 giá trị điện áp đặt vào thì rôto phải được khử từ.

23.3. Hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch t^’_d  được xác định theo số liệu thử nghiệm ngắn mạch ba pha đột ngột và dập trường khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch.

Cho phép xác định t^’_d  bằng thử nghiệm kích từ va đập và bằng cách tính toán theo các số liệu đã biết t^’_d , X_d và X^’_d.

23.3.1. Xác định hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng nối ngắn mạch bằng phương pháp ngắn mạch đột ngột được thực hiện nhờ thử nghiệm theo điều 16.1.3.

Thời gian thành phần quá độ của phần ứng ∆i^’_nm giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó tương ứng với t^’_d .

...

...

...

Khi thử nghiệm, ghi đồ thị sóng dòng điện của một trong các pha của cuộn dây phần ứng và dòng điện trong mạch kích từ.

Hiệu của dòng điện quá độ của phần ứng nhận được từ đồ thị sóng và dòng diện do điện áp dư gây ra của máy ở các thời điểm khác nhau được vẽ trên đồ thị tọa độ nửa lôgarit.

Thời gian mà hiệu của các dòng điện giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó tương ứng với t^’_d.

23.3.3. Xác định hằng số thời gian dọc trục khi cuộn dây phần ứng nối ngắn mạch được tiến hành bằng thử nghiệm kích từ va đập theo điều 23.1.2.

Khi thử nghiệm, ghi dao động dòng điện kích từ và dòng điện ngắn mạch.

Hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng nối ngắn mạch được xác định theo hiệu giữa giá trị xác lập và giá trị thay đổi của dòng điện phần ứng ở điều 23.1.2.

Cho phép xác định t^’_d  theo hiệu giữa giá trị xác lập và giá trị biến đổi của dòng điện kích từ.

23.3.4. Hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng nối ngắn mạch với các giá trị đã biết t^’_do, X_d và X^’_d được tính theo công thức:

t^’_d = t^’_do        (81)

...

...

...

23.4.1. Xác định hằng số thời gian siêu quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch bằng phương pháp phục hồi điện áp được tiến hành theo điều 18.12. Thời gian mà thành phần siêu quá độ của điện áp ∆u^” (hình 10) giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó tương ứng với t^”_do.

23.4.2. Hằng số thời gian siêu quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch với các giá trị đã biết t^’’_do, X^’_d và X^”_d được xác định theo công thức:

t^”_do = t^”_d       (82)

trong đó:

t^”_do là hằng số thời gian siêu quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch (điều 23.5), S.

23.5. Hằng số thời gian siêu quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch t^”_do được xác định bằng thử nghiệm ngắn mạch ba pha đột ngột trên các đầu ra của máy. Cho phép xác định t^”_do bằng tính toán theo các số liệu đã biết t^”_d, X^’_d và X^”_d.

23.5.1. Xác định hằng số thời gian siêu quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch bằng phương pháp ngắn mạch ba pha được tiến hành theo điều 16.1.3. Thời gian mà thành phần siêu quá độ của dòng điện phần ứng giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó ứng với t^”_d­.

23.5.2. Hằng số thời gian siêu quá độ dọc trục khi cuộn dây ngắn mạch với các giá trị đã biết t^”_do, X^’_d, và X^”_d được tính theo công thức:

t^’’_d = t^’’_do       (83)

...

...

...

Thời gian mà thành phần chu kỳ của dòng điện trong mạch kích từ giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó tương ứng với t_a.

23.7. Xác định hằng số thời gian của mạch vòng kích từ và mạch vòng chống rung dọc trục bằng phương pháp tính toán thực nghiệm phải được tiến hành qua bốn thử nghiệm dập trường như sau:

- Khi không tải với điện áp tương ứng với phần đường thẳng của đặc tính không tải là khi ngắn mạch đột ngột cuộn dây kích từ.

- Khi không tải với điện áp tương ứng với phần đường thẳng của đặc tính không tải và khi khép mạch đột ngột cuộn dây kích từ trên điện trở phụ.

- Khi ngắn mạch với dòng điện danh định và khi khép mạch đột ngột cuộn dây kích từ.

- Khi ngắn mạch với dòng điện danh định và khi khép mạch đột ngột cuộn dây kích từ trên điện trở phụ.

Trong hai thử nghiệm đầu, ghi đồ thị sóng dao động tắt dần của dòng điện phần ứng và xác định hằng số thời gian quá độ dọc trục khi cuộn dây phần ứng hở mạch không có điện trở phụ ở mạch kích từ t^’_do và có điện trở phụ t^’_dor theo điều 23.1.1.

Trong thử nghiệm thứ 3 và thứ 4, ghi đồ thị sóng dao động tắt dần của điện áp phần ứng và xác định hằng số thời gian dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch không có điện trở phụ của mạch kích từ t^’_do và có điện trở phụ t^’_dr theo điều 23.3.2.

Ngoài ra, trong tất cả bốn lần thử, ghi đồ thị sóng dao động tắt dần của dòng điện trong cuộn dây kích từ để xác định hằng số thời gian siêu quá độ.

...

...

...

Hằng số thời gian siêu quá độ dọc trục được xác định bằng thời gian qua đó thành phần siêu quá độ của dòng điện ở cuộn dây kích từ giảm đến 0,368 giá trị ban đầu của nó.

Theo đồ thị sóng dao động tắt dần của dòng điện trong cuộn dây kích từ xác định.

t^’’_do từ thử nghiệm dập trường khi cuộn dây phần ứng hở mạch và cuộn dây kích từ ngắn mạch.

t^’_dor từ thử nghiệm dập trường khi cuộn dây phần ứng hở mạch và cuộn dây kích từ khép mạch qua điện trở phụ.

t^”_d từ thử nghiệm dập trường khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch và cuộn dây kích từ ngắn mạch.

t^’’_dr từ thử nghiệm dập trường khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch và cuộn dây kích từ khép mạch trên điện trở phụ.

Khi có hằng số thời gian quá độ và siêu quá độ thử nghiệm dọc trục lúc ngắn mạch cuộn dây kích từ t^’_d và t^’’_d và khi ngắn mạch trên điện trở phụ t^’_dr và t^’’_dr tính bằng số thời gian của mạch vòng kích thích t_ƒd và mạch vòng chống rung t_id dọc trục khi cuộn dây phần ứng ngắn mạch theo công thức:

t_ƒd = [(t^’_d - t^’_dr)+(t^’’_d - t^’’_dr)]    (84)

t_id = (t^’_dr + t^’’_dr) - [t^’_d - t^’_dr)+(t^’’_d - t^’’_dr)]      (85)

...

...

...

a là bội số của điện trở phụ, tính theo công thức:

a =   (85)

trong đó:

R_ƒ là điện trở cuộn dây kích từ, Ω.

R_r là điện trở phụ, Ω.

Ta có các công thức tương tự, tính bằng số thời gian của mạch vòng kích từ t_ƒdo và mạch vòng chống rung t_ido với cuộn dây phần ứng hở mạch bằng cách đặt trong các công thức này các hằng số thời gian quá độ và siêu quá độ tương ứng.

Khi có cầu dao tự động dập trường, với lưới dập hồ quang bảo đảm nhanh chóng giảm dòng điện kích từ đến không và tiếp sau đó cắt mạch của cuộn dây kích từ thì hằng số thời gian của mạch vòng chống rung t_ido và t_id được phép xác định bằng thử nghiệm dập trường của máy khi không tải với điện áp danh định và khi ngắn mạch với dòng điện danh định tương ứng. Theo đồ thị sóng dao động tắt dần của điện áp và dòng điện phản ứng (từ lúc cắt mạch cuộn dây kích từ).

Hằng số thời gian của mạch vòng kích từ t_ƒdo và t_ƒd khi đó phải tính theo công thức:

t_ƒdo = t^’_do - t_ido         (87)

...

...

...

24. Thử máy kích từ

24.1. Việc thử máy kích từ tùy theo dạng máy hoặc thiết bị sử dụng làm máy kích từ cho máy đồng bộ được thực hiện theo các tiêu chuẩn hoặc điều kiện cho các dạng tương ứng của máy hoặc khí cụ.

24.2. Xác định tốc độ tăng danh định của điện áp kích từ, điện áp giới hạn và điện áp xác lập giới hạn kích từ được thực hiện trong chế độ kích từ cưỡng bức với tải của máy kích từ trong cuộn dây kích từ của máy đồng bộ làm việc trong lưới hoặc trong chế độ ngắn mạch ba pha tại các đầu ra của cuộn dây phần ứng hoặc của máy biến áp ghép bộ. Trong các trường hợp khi tốc độ tăng điện áp kích từ không phụ thuộc vào tải của máy kích từ hoặc máy đồng bộ, cho phép xác định tốc độ đó trong các chế độ khác, kể cả chế độ không tải của máy kích từ hoặc máy đồng bộ. Điện áp ban đầu của máy kích từ phải bằng điện áp kích từ danh định của máy đồng bộ, còn nhiệt độ ban đầu của rôto của máy đồng bộ phải bằng nhiệt độ làm việc danh định. Nếu có các thiết bị hạn chế dòng điện kích từ giới hạn, thiết bị đó cần được đấu vào.

Trong thời gian thử cưỡng bức, phải ghi đường cong tăng điện áp và dòng điện của máy kích từ trên đồ thị.

24.2.1. Xác định tốc độ tăng danh định của điện áp kích từ theo đường cong tăng điện áp của máy kích từ khi cưỡng bức.

Muốn vậy, trên đường cong, đặt điểm B (hình 16) tương ứng với 0,632 đại lượng hiệu giữa điện áp giới hạn của máy kích từ và điện áp danh định ∆U_f, và kẻ qua nó một đường thẳng AB. Điểm B xác định thời gian t₁, qua đó điện áp máy kích từ đạt đến giá trị:

U_fdđ + 0,632 ∆U_fdđ

Hình 16

...

...

...

U_fg điện áp giới hạn của máy kích từ.

U_fgo điện áp ổn định giới hạn của máy kích từ.

t₂ thời gian đạt đến dòng điện kích từ giới hạn.

Nếu diện tích ∆S được giới hạn bởi đoạn cắt của đường cong tăng điện áp và đường thẳng AB không quá 20% diện tích tam giác ABC thì tốc độ tăng điện áp kích từ danh định được xác định bằng biểu thức:

U_dđ = . đơn vị tương đối/S                        (89)

Nếu diện tích ∆S lớn hơn 20% diện tích tam giác ABC thì tốc độ tăng điện áp kích từ danh định được xác định bằng biểu thức:

U_dđ =  đơn vị tương đối/S   (90)

ở đây:

...

...

...

Nếu đường cong ADB cắt đường thẳng AB thêm một điểm trung gian thì diện tích giữa đường cong và đường thẳng AB nằm ở các phía khác nhau của đường thẳng AB được cộng với các dấu khác nhau nghĩa là tổng đại số.

Lấy thời điểm biến đổi dạng bậc của điện áp lưới hoặc của đầu vào của hệ thống điều chỉnh kích từ làm thời điểm bắt đầu kích từ cưỡng bức (điểm A).

24.2.2. Điện áp kích từ giới hạn (điện áp kích từ đỉnh) được xác định theo đường cong tăng điện áp bằng đại lượng lớn nhất lấy trong lúc thử.

24.2.3. Điện áp kích từ xác lập giới hạn (bội cưỡng bức) được xác định theo đường cong tăng điện áp bằng giá trị điện áp tại thời điểm dòng điện kích từ giới hạn đạt đến giá trị đã cho.

Khi xác định điện áp kích từ giới hạn và điện áp kích từ xác lập giới hạn lấy điện áp trên các đầu ra của cuộn dây kích từ làm điện áp kích từ danh định (trong đơn vị tương đối) ở chế độ làm việc dài hạn danh định của máy đồng bộ ở nhiệt độ danh định của môi trường làm nguội, nghĩa là ở nhiệt độ làm việc danh định của cuộn dây rôto.

Đối với máy kích từ làm việc theo nguyên lý chỉnh lưu dòng điện xoay chiều và cho điện áp xung thì khi tính toán phải dùng trị số điện áp trung bình.

25. Xác định thời gian gia tốc và hằng số năng lượng dự trữ.

25.1. Thời gian gia tốc của máy hoặc nhóm máy nối với nhau bằng cơ khí t_j và hằng số năng lượng dự trữ H có thể được xác định bằng các phương pháp sau:

dao động xoắn

...

...

...

cho chạy trơn không tải

cho chạy trơn dưới tải ở chế độ động cơ cùng với cơ cấu

chạy lấy đà khi giảm tải ở chế độ máy phát cùng với động cơ sơ cấp.

25.1.1  Xác định thời gian gia tốc của máy và hằng số năng lượng dự trữ trong một giây bằng phương pháp dao động xoắn và con lắc phụ theo công thức:

t_j­ =    (91)

ở đây:

H = . 10^-3  (92)

I là mô men quá tính được xác định bằng phương pháp dao động xoắn theo TCVN 2331-78; kG.m^2.

 là tốc độ gốc danh định, rad/S.

...

...

...

P_dđ là công suất danh định, kW.

S_dđ là công suất toàn phần danh định, kVA.

25.1.2. Xác định thời gian gia tốc của máy và hằng số năng lượng dự trữ bằng phương pháp chạy trớn khi không tải tiến hành khi không có mômen hãm phụ trên trục của máy được thử. Việc kích từ cho máy được thực hiện bằng nguồn độc lập và giữ không đổi trong thời gian thử.

Tần số quay của máy thử được xác lập cao hơn danh định do tăng cao tần số hoặc do động cơ sơ cấp có khớp nối tháo được, sau đó cắt nguồn năng lượng.

Xác định thời gian ∆t trong khoảng đó máy thay đổi tần số quay trong một khoảng ∆n, ví dụ 1,1 ÷ 0,9 hoặc 1,05 ÷ 0,95 tốc độ danh định.

Thời gian gia tốc của máy và hằng số năng lượng dự trữ được xác định theo công thức:

trong đó:

P_dđ là công suất tác dụng danh định của máy, kW.

...

...

...

P_th là tổn hao trong thép ở điện áp thử và ở tần số danh định, kW.

n­_dđ là tần số quay danh định, Vg/ph.

S_dđ là công suất toàn phần danh định, kVA.

Thử theo chạy trên có thể được thực hiện khi máy không có kích từ, mômen quán tính lúc đó xác định theo TCVN 2331-78.

Tính thời gian gia tốc và hằng số năng lượng dự trữ theo công thức cho ở điều 25.1.1.

25.1.3. Xác định thời gian gia tốc của máy và năng lượng dự trữ bằng phương pháp chạy trơn có tải ở chế độ động cơ cùng với cơ cấu được thực hiện bằng cách cắt máy khỏi lưới khi nó đang quay ở tần số danh định.

Công suất tiêu thụ trước khi cắt cần không được nhỏ hơn 0,6 danh định, hệ số công suất gần bằng 1; Việc kích từ trong thời gian thử phải được giữ không đổi.

Khi cắt nguồn cung cấp, xác định tần số quay của tổ máy trong một vài giây đầu tiên.

Quan hệ của tần số quay theo thời gian được vẽ trên đồ thị, vẽ tiếp tuyến với đường cong theo trớn tại điểm tương ứng với tần số quay danh định của máy và xác định số gia âm của tần số quay ∆n sau khoảng thời gian ∆t.

...

...

...

t_j = n_dđ .           (95)

(96)

ở đây:

P_l là công suất tiêu thụ từ lưới ngay trước khi cắt nguồn, kW.

P_Cu + P_p là tổn đồng và tổn hao phụ của phần ứng được xác định ngay trước lúc cắt nguồn, kW.

P_dđ là công suất tác dụng danh định của máy, kW.

25.1.4. Xác định thời gian gia tốc và hằng số dự trữ năng lượng theo phương pháp chạy lấy đà khi giảm tải ở chế độ máy phát cùng với động cơ sơ cấp tiến hành bằng cách cắt máy khỏi mạng.

Trước khi thử, giữ tải của máy phát bằng 0,1 ÷ 0,2 danh định (hệ số công suất gần bằng đơn vị) và làm mất hiệu lực bộ điều chỉnh tự động tốc độ.

Trong thời gian tiến hành thử, việc kích từ cho máy phát giữ không đổi.

...

...

...

Vẽ tiếp tuyến với đường cong này tại điểm tương ứng với tần số quay danh định của máy.

Thời gian gia tốc của tổ máy và hằng số dự trữ năng lượng (tính bằng giây) tính theo công thức:

t_j = n_dđ .              (97)

H = . .            (98)

trong đó:

P_l là công suất đo được trong mạch phần ứng ngay trước khi cắt khỏi lưới, kW.

 là tỷ số của số gia thời gian trên số gia của tần số được xác định theo tiếp tuyến đường cong chạy lấy đà ở điểm tương ứng với tần số quay danh định.

P_dđ là công suất tác dụng danh định, kW.

n_dđ là tần số quay danh định, Vg/ph.

...

...

...

26. Xác định dòng điện khởi động và mômen quay của động cơ đồng bộ và máy bù đồng bộ không có động cơ khởi động.

Dòng điện khởi động ban đầu và mômen khởi động ban đầu của động cơ đồng bộ và máy bù đồng bộ phải được xác định ở điện áp và tần số danh định bằng thử nghiệm cung cấp ba pha của máy đứng yên hoặc bằng thử nghiệm khởi động máy. Cuộn dây kích từ phải được nối ngắn mạch hoặc khép mạch qua điện trở nằm trong hộp của động cơ và máy bù đồng bộ.

26.1.1. Thử nghiệm để xác định dòng điện khởi động ban đầu và mômen khởi động ban đầu ở máy không chuyển động được thực hiện khi cung cấp cho cuộn dây phần ứng của động cơ hoặc máy bù đồng bộ từ nguồn điện áp thực tế đối xứng có tần số danh định. Khi giảm điện áp phải xác lập trước vị trí của rôto tương ứng với giá trị lớn nhất của dòng điện khởi động ban đầu và với giá trị nhỏ nhất của mômen khởi động ban đầu và hãm rôto ở các vị trí này.

Khi thử, dùng khí cụ đo điện áp dây và dòng điện phần ứng ở ba pha, đo công suất đưa vào (theo sơ đồ 2 oát mét hoặc oát mét ba pha) và mômen quay (nếu có thể đo trực tiếp). Trong tính toán phải lấy giá trị trung bình số học của dòng điện và điện áp phần ứng. Mômen quay ban đầu đối với động cơ đến 100kW phải đo bằng lực kế hoặc bằng cân.

Tiến hành thử ở một vài vị trí số điện áp đưa vào và bắt đầu từ trị số lớn nhất. Điện áp có thể được nhích đều hoặc nhẩy bậc. Tiến hành đọc các số đo không chậm quá 10 s.

Sau khi đọc các số đo, phải nhanh chóng cắt nguồn điện áp. Đối với động cơ công suất 100 kW trở xuống, điện áp đưa vào lớn nhất không được khác với điện áp danh định quá ±10%. Đối với động cơ công suất lớn và đối với máy bù đồng bộ, điện áp đưa vào lớn nhất cần không được thấp hơn 0,5 trị số danh định.

Nếu không thể đo trực tiếp mômen quay M_q thì nó được ứng theo công thức sau:

M_q­ = 0,9 x 9550 x , N.m        (99)

ở đây:

...

...

...

P_k2 là tổn hao trong rôto hãm và được tính theo công thức:

P_k2 = P_k - P_th - P_cu1

trong đó:

P_k là công suất đưa vào, kW.

P_th là tổn hao trong thép, lấy được khi không tải ở điện áp bằng điện áp đo, kW.

P_cu1 = 3.I^2_k.r_k1.10^-3 là tổn hao trong cuộn dây phần ứng, kW.

I_k là dòng điện trong cuộn dây phần ứng khi thử, A.

r_k1 là điện trở pha của cuộn dây phần ứng đo trực tiếp sau khi thử, Ω.

0,9 là hệ số tính đến sự giảm mômen do ảnh hưởng của điều hòa bậc cao và sự không đối xứng của dòng điện phần ứng.

...

...

...

Khi thử ở giá trị lớn nhất của điện áp đặt vào gần bằng danh định thì dòng điện khởi động ban đầu và mômen khởi động ban đầu được xác định ở trị số điện áp danh định bằng cách nội suy hoặc ngoại suy các quan hệ nhận được.

Đối với động cơ có công suất lớn hơn 100kW, nếu việc thử nghiệm ở điện áp danh định hoặc gần danh định không thể thực hiện được thì dòng điện khởi động ban đầu I_kdđ và mômen khởi động ban đầu M_kdđ được quy đổi về điện áp danh định U­_dđ theo công thức:

I_kdđ = I_km.           (100)

M_kdđ = M_qM . ()^2         (101)

trong đó:

U_M là điện áp lớn nhất khi thử, V.

U^’_k là điện áp ứng với đoạn nằm trên trục hoành và là điểm cắt của tiếp tuyến với đường cong dòng điện theo điện áp tại trục hoành, V (hình 17).

I_kM là dòng diện lớn nhất khi thử, A.

M_qM là mômen quay đo được hoặc tính được ở điện áp U_M, N.m

...

...

...

Hình 17

26.1.2. Để xác định dòng điện khởi động ban đầu và mômen khởi động ban đầu bằng thử nghiệm khởi động động cơ không mang tải tiến hành cho máy được quay thử theo hướng ngược lại ở tần số bằng 0,2 ÷ 0,3 tần số danh định. Đấu máy vào lưới điện và dùng máy ghi dao động để ghi quá trình lấy đà.

Khi không thể thực hiện việc khởi động có thay đổi hướng quay đối với động cơ công suất lớn hơn 100kW và máy bù đồng bộ cho phép khởi động khi máy đứng yên.

Để cho đặc tính mômen động lực nhận được trong thử nghiệm khởi động gần như đặc tính tĩnh phải tăng thời gian lấy đà nhờ khối bánh đà phụ nối vào động cơ khối lượng có mômen quán tính lớn đến mức nào đó tùy theo điều kiện phát nóng của rôto trong khi thử.

Nhằm giảm gia tốc khi khởi động, cho phép tiến hành thử khởi động với điện áp giảm, nhưng không được nhỏ hơn 0,8 giá trị danh định.

Khi thử khởi động, phải ghi dao động điện áp và dòng điện phần ứng, công suất tiêu thụ, tần số quay, mômen động lực M­_đ hoặc gia tốc góc của rôto khi có thiết bị đặc biệt.

Giới hạn trên của tần số xuyên qua của mạch đo lường f_g ở thiết bị ghi đồ thị sóng gia tốc góc và tần số quay phải thỏa mãn điều kiện

ƒ_g ≥ , Hz

trong đó:

...

...

...

Khi không thể thực hiện so chuẩn trực tiếp việc ghi mômen động lực hoặc gia tốc góc, cho phép xác định tỷ lệ xích của nó theo sự thay đổi tần số quay.

Để xác định tỷ lệ xích của việc ghi mômen động lực theo sự thay đổi tần số quay thì trên đồ thị sóng khởi động (hình 18) phải chọn đoạn gần thẳng của đường cong M_đ sao cho sau một khoảng thời gian ∆t (đo bằng giây) tương ứng với đoạn này thì số gia của tần số quay ∆n (đo bằng vòng/phút) không nhỏ hơn 20% lần số đồng bộ và trên đoạn này tính toán giá trị trung bình của mômen động lực theo công thức:

                (102)

trong đó:

I là mômen quán tính của rôto và khối bánh đà phụ xác định theo TCVN 2331-78, kg.m^2.

Sau đó phải tìm tung độ của đường cong M_đ (h_Mtb) ứng với mômen trung bình trên đoạn ∆t (theo diện tích hình Q₁ = Q₂) và xác định tỷ lệ xích của đường cong mômen động lực theo công thức:

m_M =  N.m/mm        (103)

Nếu trong khi thử không thể lấy đồ thị sóng của gia tốc góc của rôto, cho phép xác định nó bằng cách lấy vi phân đường cong tần số quay bằng phương pháp đồ thị hoặc bằng phương pháp số và sau đó tính mômen quay M_q vag mômen động lực M_đ theo công thức:

M­_q ≈ M_đ = .I., N.m             (104)

...

...

...

Các giá trị nhận được của mômen động lực, công suất tiêu thụ và dòng điện phần ứng phải đưa về điện áp danh định bằng cách tính đổi mômen và công suất tiêu thụ tỷ lệ với bình phương điện áp dòng điện tỷ lệ với điện áp và xây dựng quan hệ theo tần số quay hoặc hệ số trượt.

Dòng điện khởi động ban đầu và mômen khởi động ban đầu được xác định bằng cách nội suy hoặc ngoại suy các quan hệ theo tần số quay bằng không.

Hình 18

Quan hệ của mômen khởi động theo tần số hoặc hệ số trượt ở điện áp danh định cũng được phép xác định căn cứ vào các đặc tính biến thiên của công suất tiêu thụ và dòng điện phần ứng khi khởi động bằng phương pháp tính toán theo công thức:

M_qdđ = 9550.       (105)

trong đó:

M_qdđ là mômen quay không đồng bộ của động cơ ở điện áp danh định, và tần số quay (hệ số trượt) đã cho, N.m.

P_ldđ là công suất tiêu thụ quy đổi về điện áp danh định, kW.

...

...

...

I_ldđ là dòng điện phần ứng quy đổi v điện áp danh định, A.

r₁ là điện trở pha của cuộn dây phần ứng đo được ngay sau thời điểm khởi động, Ω.

P_thdđ là tổn hao trong thép khi điện áp phần ứng có trị số danh định.

Mômen khởi động ban đầu được xác định theo công thức

M_kdđ ≈ 0,9M_Kqdđ , N.m      (106)

ở đây:

M_Kqdđ là giá trị mômen quay khởi động nhận được bằng cách nội suy hoặc ngoại suy ở tần số bằng không của đường đặc tính được tính toán theo công suất tiêu thụ.

27. Đo điện áp giữa các đầu trục.

Việc đo điện áp giữa các đầu trục được tiến hành ở các máy dù chỉ có một đầu được cách ly với đất về điện. Trong các phép đo, máy phải làm việc ở điện áp và tần số danh định.

...

...

...

Để xác định tính nguyên vẹn của ổ đỡ, phải đo điện áp giữa ổ (vỏ) và tấm bộ máy khi mang đấu ở cổ trục rôto lắp song song với điện trở nhỏ. So sánh kết quả nhận được và điện áp đo giữa các đầu trục.

Cả hai phép đo đều phải tiến hành với cùng một chế độ làm việc của máy đồng bộ.