ГОСТ 27430-87 Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения для описания синхронных машин

Цена 3 коп.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ СИНХРОННЫХ МАШИН

ГОСТ 27430—87

(МЭК 34—10)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

УДК 621.313.2S1 : 006.354 Группа Е60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ■■ншнкашннашниншшншвшннинвнвманвввянн

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Условные обозначения для описания синхронных

машин

Electrical rotary machines. Sonventions for description of synchronous machines

ОКП 33 0000

ГОСТ

27430—87

(МЭК 34—10)

Срок действия с 01.07.88 до 0l.0t.94

Настоящий стандарт устанавливает некоторые правила описания параметров синхронных машин в относительных единицах, базирующихся на принятых для электрических и магнитных цепей обозначениях.

1. ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ

1.1. При построении векторных диаграмм синхронных машин следует исходить из нижеперечисленных положений:

1) за положительное направление вращения векторной диаграммы вместе с осями принимают вращение против часовой стрелки; это же направление принимают положительным для угловых измерений;

2) продольная ось опережает поперечную ось на 90 электрических градусов;

3) магнитный поток (потокосцепление) и магнитодвижущую силу любой обмотки (цепи) считают положительными, когда их направление совпадает с положительным направлением соответствующей оси;

4) составляющие вектора считаются положительными, если их направление совпадает с положительным направлением соответст*-вующей оси;

5) направление продольной оси вектора магнитодвижущей силы обмотки возбуждения совпадает с положительным направлением продольной оси;

6) ток счи!ают положительным, если он создает положительный магнитный поток (потокосцепление) в соответствующей обмотке (цепи);

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

(6) Издательство стандартов, 1988

7) индуктированная э.д. с. имеет полярность, препятствующую изменению потокосцепления и удовлетворяющую уравнению

е=–— (для установившегося режима с постоянной угловой

d t

скоростью индуктированную э. д. с. можно также представить как Е— —jcoij?).

Это условное обозначение в сочетании с индексом f означает, что э. д. с. в любой ветви цепи считается положительной, если она замкнута на сопротивление; при этом она создает положительный ток в этой ветви;

8) составляющие всех параметров по продольной и поперечной осям (тока, напряжения, э.д. с- и т> д.) обозначают в соответствии с осью, к которой они относятся.

Подробные и упрощенные векторные диаграммы синхронных машин приведены на черт. 1—6.

Принципиальная схема и векторная диаграмма перевозбужденного синхронного генератора с базовыми параметрами генератора

Принципиальная схема и векторная диаграмма недовозбужденного синхронного двигателя с базовыми параметрами двигателя

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИНХРОННЫХ МАШИН

2.1. Для более подробного описания синхронных машин и их математического представления необходимо дополнительно учитывать следующие положения:

1) при рассмотрении генератора его активная мощность считается положительной, когда она передается от генератора к сети (к нагрузке). При рассмотрении двигателя его активная мощность считается положительной, если она забирается от источника электрической энергии;

2) скольжение считается положительным, если частота вращения ротора ниже синхронной;

3) напряжение возбуждения является положительным, если оно создает положительный ток индуктора;

4) все вращающие моменты, двигающие вращающиеся части в положительном направлении вращения, считаются положительными (например, при нормальной установившейся работе генератора механический момент на валу является положительным, а соответствующий электромагнитный момент генератора — отрицательным; при нормальной работе двигателя механический момент на валу -— отрицательным, а электромагнитный момент — положительным); в случае нескольких моментов, действующих на ротор, следует брать их алгебраическую сумму;

5) реактивную мощность синхронной машины считают положительной при перевозбуждении в генераторном режиме и при недовозбуждении в двигательном режиме.

Пр имечание. Положительное значение реактивной мощности Q соответствует исходному направлению активной мощности Р,

2.2. Следующие уравнения синхронных машин, написанные в соответствии с известной теорией двух реакций (без составляющих нулевой последовательности), соответствуют указанным выше допущениям и векторным диаграммам черт. 1—6.

Все величины указаны в относительных значениях:

время представляется значением, обратным величине номинальной угловой частоты 1/со_п;

напряжения, ток и поток, отнесенные к обмотке статора — к их номинальным амплитудным значениям;

мощность — к номинальной кажущейся мощности (вольт-ампер) ;

момент — к номинальному кажущемуся моменту, соответствующему номинальной кажущейся мощности;

активные и реактивные сопротивления, отнесенные к обмотке статора — к полному номинальному сопротивлению.

Рекомендуется при рассмотрении самой машины в качестве основных значений принимать номинальные значения.

УРАВНЕНИЯ СИНХРОННЫХ МАШИН

Отдельные уравнения генератора Отдельные уравнения двигателя

u_d=—usin ^ = ~p^_d—^_gPl~ri_d u_d=-usinb=:p^_d-{-^_qpi+ri_d u_t=ucos Ъ^’ЪаРч—р^^П^ u_q=— «cos &=—P^g + ri_q

Общие уравнения двигателей и генераторов ^uf—P’^f^Jr^r]i/

Q.~P’\kd^JT^rkd^kd Л =1,2 …П Q=-P’\kgV^rkqik_q k=\,2…m

Р II tlqLq

Q = 4diq 4qid

^m=—^dⁱq~’hⁱd

^mm+m=^xJP²~(

k =П

4d^^XdPd~^~^Xafd^f~^~ ^ ^Xakdlkd

k = l

k — m

^Xq^q “Ь 2 ^Xakq^kq k~l

k—n

tyf~^Xffdif~^~^Xafdid’+~ 2 ^XfkdHd

A=*l

f-ⁿ _t

^kd”^xakd^d~\’^xfkd4~^ 2 ^Xkjd^jd k—\>2 . – . П

/=1

j = m

tykq~^r^Xakqlq “1“ 2 ^Xkjq^iQ &=1,2 • . . Ш

/=1

где E, e —электродвижущая сила, э. д. с-;

F —магнитодвижущая сила, м.д. с,;

/, i — ток; т — момент;

Р —активная мощность;

р =—-— — дифференциальный оператор; dt

Q — реактивная мощность; г — сопротивление;

U, и — напряжение на зажимах; х — реактивное сопротивление;

у — угол между вектором фазы А и продольной осью;

6 — угол между вектором напряжения якоря и поперечной осью;

т — постоянная времени;

<р —угол между векторами тока и напряжения;

W, •ф — потокосцепление; со —угловая частота;

J — момент инерции.

Примечание. Когда указаны и прописные и строчные буквы, первые •тносятся к векторным, вторые — к мгновенным значениям.

Подстрочные индексы обозначают: а —обмотки якоря;

d, q — продольная и поперечная оси; f — обмотка возбуждения; i — внутренний;

/> k — порядковый номер демпферных цепей; т — механический; п — номинальное значение;

6 —воздушный зазор; а — цепь утечки.

Комбинация двух различных индексов, относящихся к обмотке, означает наличие взаимной индуктивности между ними, а два одинаковых индекса означают наличие самоиндуктивности.

Переходные и сверхпереходные значения обозначаются одним или двумя знаками вверху с правой стороны от символа (л/, х^7/).

Исходные векторные диаграммы синхронных машин. За базовые приняты параметры генератора для случаев рассмотрения неявнополюсного генератора

или двигателя с Xd~Xq

Черт. 3

Черт. 4

Исходные векторные диаграммы синхронных машин. За базовые приняты параметры генератора для случаев рассмотрения неявнополюсного генератора или двигателя с Xd—x_q

Векторы напряжения и тока в системах с базовыми параметрами

генератора или двигателя

Генератор недоЬоз -Гужден

СС

Р>0, Q<0

МС

Р<0, Q>0

I – Генератор переВозВутден

М /-‘

р/ GC 0*ср^

А

ДВигатель недабазбуждеи

GC -|f

рсО, Q<0

мс <?£

pyQ’ Q70

р>о, а>о МС -ЗГ*Ф< Р*0; Q<o

7Г

Z

}ДВигатель переВозбумдсн

^ / ПТ

У &С f<4><or Р<0, Q>0 МС. р>о,

♦у

GC ■—система с базовыми параметрами генератора (- )

МС — система с базовыми параметрами двигателя (——)

Черт 7

Исходная диаграмма для измерений угла нагрузки

г, г МС

Работа

СС

Работа

GC—система с базовыми параметрами генератора (-)

МС — система с базовыми параметрами двигателя (—–)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ СИНХРОННЫХ МАШИН

Использование относительных единиц предпочтительнее иллюстрировать на примере генератора или источника

Принципиальная схема цепи якоря заданной полярности э д с, напряжения, тока и мощности, а также векторная диаграмма перево’^жденного явно полюсного синхронного генератора показаны на черт 1 Поперечная ось реко мендуется в качестве исходной оси векторной анаграммы Однако, когда машина является частью системы, может быть использована любая дру г ая удобная исходная ось (например, напряжение на зажимах, ток и т д )

Рассматривается симметричный установившийся режим. Тем не менее, показаны соответствующие векторы переходной и сверхпереходной э д с Постоянные оси трех фаз А, В и С обозначены пунктиром, чтобы показать соот ношение между постоянными осями и вращающи шея векторами, и облегчить определение мгновенных фазовых значений э д с, тока и т д Использование параметров двигательного режима (или нагрузки) в качестве базовых деле сообразно только для случаев изучения двигателя Соответствующая векторная диаграмма недовозбужденного синхронного двигателя показана на черт 2 Здесь, как и в предыдущем случае, в качестве исходной рекомендуется по перечная ось

При построении векторной диаграммы двигателя также может быть использована любая другая удобная для применения исходная ось На черт 2 показаны пунктиром постоянные оси трех фаз А, В и С

Дана также принципиальная схема якоря заданной полярности Упрощенные векторные диаграммы иллюстрируют работу в установившемся режиме не явнополюсного синхронного генератора (см черт 3 и 4) и синхронного дви-I ателя (см черт 5 и 6) В качестве базовых взяты параметры генераторного режима

Во всех этих случаях предполагается, что сопротивтение якоря незначительно И X(j^=X_Q

Примечание Индуктированные э д с, используемые в векторных диаграммах и схемах на черт 1—6, можно заменить, если это необходимо (например для двигателей) соответствующими напряжениями,_которые равны

з д с и положительны по отношению к ним (г е и=+еi, £/ — Л-Е) в с ivnae рассмотрения генератора и отрицательны по отношению к ним (« = —U = —~F) в случае рассмотрения двигателя

Дополните шные пояснения касающиеся некоторых условных обозначении этого стандарта, даны в приложении 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

Дополнительные пояснения, касающиеся некоторых обозначений, принятых в стандарте

В настоящем стандарте используются понятия э д с и напряжения Понятие э д с взято за основу, поскольку за предпочтительные приняты относительные единицы, для которых базовыми являются параметры генераторного режима источника

Как в случае рассмотрения генератора, так и двигателя направление э, д, с_4# принято положительным, когда ток, создаваемый этой э д с в замкнутой на сопротивление цепи является положительным

Это допущение с учетом изложенного в лп 1 1 3), 6) приводит к основному выражению индуктированной э д с, определенному в п 1 1 7), а именно

d ^

е——

dt

Необходимо подчеркнуть, что это выражение откосится к индуктированным э д с, а не к соответствующим напряжениям и что это имеет силу как для случаев рассмотрения генератора, так и для двигателя

Эти два случая отличаются друг от друга только заданным направлением и обозначением знаков напряжения, активной и реактивной мощности, не учитывая некоторые особенности измерений углов (р и Ь (см ниже) В случае рассмотрения генератора напряжение якоря считается положительным, если в зам-I нутои на сопротивление цепи оно стремится вызывать положительный ток, т е. точно так же, как и для э д с, следовательно, напряжение и э д с взаимно равны при работе без нагрузки В случае рассмотрения двигателя напряжение якоря считается положительным, если при приложении к обмотке якоря оно стремится вызвать положительный ток в этой обмотке

Ясно, что это напряжение противоположно напряжению в предыдущем случае, и, следовательно, положительной э д с, поскольку направление и полярность последней одни и те же для обоих случаев

Приведенные выше положения действительны не только для напряжения на зажимах, но и для всех внутренних напряжений, включая и_г

d Ф

Следовательно w,=-Ь^===——;— —для генератора

at

df

u^=—e=-j- ~——для двигателя dt

Концы стрелок, указывающих заданные направления напряжения и э д с в схемах цепи на черт 1 и 2, соответствуют точке с более высоким потенциалом дня напряжения и с более низким потенциалом для э д с Следовательно, в случае рассмотрения генератора при одной и той же полярности как для напряжения, так и для э д с , соответствующие стрелки и_г и е будут взаимно противоположны (см черт 1)

Но в случае рассмотрения дьигателя, имеющего взаимно противоположные полярности для напряжения и э д с, соответствующие стрелки направлены в одну сторону Вследствие указанного выше одновременного изменения заданных направлений напряжений якоря, с одной стороны, и активных и реактивных мощностей, с другой сторонь при переходе от рассмотрения генератора к рассмотрению двигателя и наоборот начальное направтение тока якоря остается неизменным, причем формулы, определяющие мощности как функции напряжений и токов якоря, остаются одинаковыми для обоих случаев (см формулы в пп 2 2).

Некоторые пояснения, касающиеся угла фазы q и акгпвнон и реактивно’* мощностей Р л Q л \я случаев рассмотрения генераюра и гвигатс гя, даны па черт 7

Стрелка угла ср всегда должна указывать направ юиие от ! к U по самом\ короткому пути Если это направление ио часовой сгретке, то тогда угол q является отрицательным

Для случаев рассмотрения генератора и двигателя активную и реактивную мощности вычисляют но формулам P — UI cosq , Q—67 syrup

Измерения угла нагрузки 5 для случаев рассмотрения генератора и двигателя указаны на черт. 8

Стрелка угла 6 должна указывать направление вдоль самого короткого пути от вектора U к положительному направлению поперечной оси в генераторном режиме и от отрицательного направления поперечной оси к вектору U в двигательном режиме

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР

2. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.09.87 № 3738 введен в действие государствен

ный стандарт СССР ГОСТ 27430—87, в качестве которого непосредственно применен международный стандарт МЭК 34—10, с 01.07.88

Сдано в наб Тир 16 000

Редактор В П Огурцов Технический редактор Г А Теребинкина Корректор А С Черноусова

21 10 87 Подп в печ 21 01 88 1,0 уел и* л 1,0 уел хр отт 0,61

\ч изд, л Цена 3 коп

Ордена *3ndk Почета» Итч ель тво стандартов 12^840 Моема 1СП Ночопрес* ~н^кий пер 3 Тип «Московский печатник» Москва Лялин пер Ь Зак 1643