1

ISPITIVANJESINHRONIH STROJEVA

2

1 ISPITIVAN!E SINKRONIH STROJEVA................................................................................ 3

................................................................. 3

1.2 Ispitivanja tokom proizvodnje..................................................................................... 4

1.2.1 Pokus vitlanja .......................................................................................................... 5

1.3.1 Program ispitivanja .................................................................................................. 7

1.3.1.1 Komadna ispitivanja .............................................................................................. 7

1.3.1.2 Tipska ispitivanja ................................................................................................... 7

1.3.1.3 Specijalna ispitivanja ............................................................................................. 8

1.4 Ispitivanja sinkronog stroja u pokusu praznog hoda ..................................................... 8

1.4.1 Valni oblik ems ............................................................................................. ........... 8

1.4.2 Karakteristika praznog hoda ..................................................................................... 9

1.5 Karakteristika ustaljenog (trajnog) kratkog spoja ....................................................... 10

......... 11

............ 13

.............. 15

1.8.1 Ben-Esenburgova metoda ...................................................................................... 16

1.8.2 Potieova metoda .................................................................................................... 16

nja gubitaka......................................................................... 17

1.9.1 Gubici u praznom hodu............................................................................................ 17

1.9.1.1 Generatorski postupak ......................................................................................... 18

1.9.1.2 Motorni postupak ................................................................................................. 19

1.9.2 Gubici u kratkom spoju............................................................................................. 20

1.9.3 Metoda zaustavljanja................................................................................................ 21

3

1. ISPITIVANJE SINKRONIH STROJEVA

Sinkroni generator je tipi ni predstavnik elektri nogstroja velike snage i maloserijskeproizvodnje, a u primjeni se naj e susre e kao trofazni generator. S obzirom na velikecij

Prema pogonskomstroju, generatore dijelimo na turbogeneratore, gdje je pogonskistrojparna ili plinska turbina, hidrogeneratore, gdje je pogonskistzroj vodna (hidro) turbina idizelgeneratoregdje je pogonskistroj dizel motor. Prema obliku rotora, dijelimo ih nastrojeve sa cilindri nim rotorom i rotorom sa istaknutim polovima, dok je statorcilindri nog oblika, trofazni.

Slika 1-1 Generatori: a) turbo, b) hidro

U upotrebi su slijede e oznake za krajeve pojedinih namotaja na priklju noj kutiji:

Tablica 1-1 Oznake krajeva namotaja trofaznih sinkronih strojeva

namot

statorski

Rotorski (uzbudni)

Nova oznaka Stara oznaka

U1, U2

V1, V2

W1, W2

U, X

V, Y

W, Z

P1, P2 I, K

Za pojedine veli ine kod sinkronih strojeva upotrebljava emo slijede e oznake:

E0 - emspraznog hoda (emsuslijed uzbude),E - stvarna (rezultantna) ems(emsu optere enom stanju),U - napon na priklju cima,

4

- uzbudna struja ,

đ- n U , na karakteristicipraznog hoda,

- n I , na karakteristici kratkogspoja,

- uzbudna struja koja odgovara ems E .

I - struja armature,

Ia - uzbudna struja koja odgovara struji aramtureI

Kod naizmjeni nih veli ina radi se o efektivnoj vrijednosti

1.2 Ispitivanja tokom proizvodnje

jeravanja deklariranih karakteristika i kvalitetamaterijala (sirovina), poluproizvoda, dij

jefikasnije i najekonomi nije otklanjaju ako se svi elementi ispitaju prij

Za vrijeme proizvodnje provjerava se:- izolacija navoja pojedinih dijelova namota,- ispravnost i dimenzije magnetskog kruga (jezgre), (stegnutost, gubici u djelu

jezgre ilokalna zagrijavanja), - ovisno o stupnju gotovosti, provjerava

galvanskapovezanosti i dielektri na ispravnost namota,- mehani ka izvedba - rotoru i ventilatoru se posebno kontrolira

(izbalansiranost) i pooduzimanjemmase na unaprijed predvi enim mjestima,

- u slu aju hla enja vodikom (ve i turbogeneratori i sinkroni kompenzatori) ku ije pakiranja ispituju propisanim tlakom.

Poslij je kompletnog statora i rotora provode se odre enaispitivanja, i to prije i poslije impregnacije namota. Prije impregnacije (ili termi ke dorade) nasvakom statorskom i izoliranom rotorskom namotu mjeri se orijentacijski otpor izolacije namota, a za namote koji nisu kratkospojeni i otpornost

u hladnom stanju, tese provjerava pravilna povezanost paralelnih grana, ispravnost oznaka na krajevima namota(po

ije impregnacije, aprij

5

izolacije pri odre enoj temperaturi i dielektinaponima, ali u kra em trajanju, eventualno samo nekolikosekundi umjesto 60s . U slu aju hla enja vodikom, provjerava se zabrtvljenost statora zrakomtlaka, dugotrajnim pra enjem razliketlaka jene temperature okoline.

1.2.1 Pokus vitlanja

Svrha pokusa vitlanja je da se provjeri mehani ka vrsto pokusasastoji seu tome da se rotor stroja vrti odgovaraju e vrijeme brzinom ve om od nominalne ilimaksimalne predvi montiran na stroj ili posebnoizvan stroja. Rotori velikih masa ispituju se pokusom vitlanja u prostorijama posebnonamjenjenim za ovu vrstu ispitivanja.

Brzina kojom se ispituje rotor zavisi od tipa stroja kojoj rotor pripada, odnosno odnominalne brzine stroja ili pove jeti. U tablici 1-2 danesu veli ine ispitnih brzina u ovisnosti o vrstistroja i rotora.

Tablica 1-2 Brzine rotora pri pokusu vitlanja

Vrsta stroja i rotora Brzina kojom se vrti

1. Sinkroni generatori

Na pogon vodenom turbinom

Na pogon parnom turbinom

Brzinom pobjega turbine,ali najmanje 1.8 n

1.25 n

2. Sinkroni motori

3. Sinkroni kompenzatori

4. Asinkroni strojevi i istosmjerni strojevisa nezavisnom i paralelnom uzbudom

5. Istosmjerni strojevi sa serijskom uzbudom

1.2

1.2

1.2

1.2

n

n

n

n

pokus ije minute i smatra seda je stroj o mehani ka naprezanja ako se na rotoru ne otkriju nikakvedeformacije i ako stroj nakon pokusa pokuse. Naime, pokuse ispitivanja dielektri ne vrsto pokusa vitlanja, zbog

i do mehani enja izolacije.

6

Ukratko emo opisati objekte u kojima se vr pokus vitlanja. To su gra evinski objektiposebne konstrukcije sposobni da prime veliku koli inu mehani ke energije. Kolika je toenergija najbolje ilustrira sl a analiza.Kineti ka energija cilindri nog tijela koje rotira dana je izrazom

,

ăî

î

gde jeJ

ă îď

ě

Pri tome je m masa tijela koje rotira, a D promjer baze cilindra. Sada za kineti ku

gdje je n brzina rotiranja u okr/ min, dalje je

U slu aju turbogeneratora sa

i pri

,dobiva se vrijednost kineti ke energije

oj brzini

dobiva se energija

.

Radi usporedbe, vlak mase 200 tona koji se kre e brzinom od 100 km/h imakineti ku o bi se dogodilo ako bi

rotorprilikom pokusa vitlanja mehani ki popustio i razletio se. Zbog ovoga se vitlaonice, objektigdj pokusi, najdebelim slojevima betona,zemlje ili pijeska.

Na slici 1-2 je prikazana horizontalna vitlaonica.

7

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

Slika 1-2 Horizontalna vitlaonica

Ovisno o tome da li se ispituje rotor za rad u vertikalnom ili horizontalnompostoje vertikalni odnosno horizontalni tuneli za vitlanje. Svaka vitlaonica moraimati mogu nost daljinskog upravljanja istosmjernim motorom kojim se vrti rotor, zatim se

iti daljinsko mjerenje brzine okre kao ielektri nih veli ina pogonskog motora. Na slici 1-2 prikazana je jedna horizontalnavitlaonica

U vitlaonicama se normalno obavlja i dinami ko balansiranje rotora kojeprethodi pokusu vitlanja. esto se tijekom pokusa vitlanja mjere i mehani ka naprezanja napojedinim kriti nim mjestima. U tu svrhu se upotrebljavaju tenziometri, odnosno otporni kemjerne trake. To su trake malih dimenzija pri ene na dio konstrukcije u smjeru u koje jeriti naprezanje. Reagiraju avaju svoj otpor pri istezanju, a smanjujuga pri sabijanju. Prikljumehani kih naprezanja. Akopriklju jene usljed vibracija. Time dobivamonajpotpuniju sliku stati kih i dinami kih naprezanja dijelova elektri nih strojeva

8

Mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

og sinkronogstroja

U ovom poglavlju bi e rije

sinkronih strojeva tije tenja.

1.3.1 Program ispitivanja

Nacionalnim i internacionalnim standardima su propisana komadna, tipska i specijalnaprimopredajna ispitivanja strojevaistosmjerne struje. Prema hrvatskomstandardu predvi ena su sljede a ispitivanja:

1.3.1.1 Komadna ispitivanja

1. mjerenje otpornosti namota u toplom stanju,2. mjerenje otpornosti izolacije u hladnom stanju,3. generatorski prazan hod neuzbu en, a rje e motorn

mjerenjavibracija,4. generatorski kratki spoj (rje e motorni i to nepotpun kratki spoj),5. zako za asinkrone

samozaletne strojeve,kretanja, tzv. pokus vitlanja,

7. provj ciranim naponom pri uzbudi nazna enom uzbudnom strujom(ili, barem 1,3Un ) pri nazna enoj frekvenciji tokom tri minute,

8. provjera dovedenim naponom.

1.3.1.2 Tipska ispitivanja

1. odre ivanje uzbudne struje, ovisno o struji optere enja za nazna eni napon inazna enu frekvenciju,

e temperature (zagrijavanje i hla enje),3. pokus zaleta (za sinkrone strojeve sa asinkronim zaletom),4. pokus zaustavljanja,5. mjerenje kuta gubitaka izolacije, tg . i njegove promjene, . , ovisno o naponu,6. mjerenje kapacitivnosti namota prema masi i me usobno,7. napon osovine8. mjerenje vremenskih konstanti i reaktancija,9. akusti na provjera buke,10. masa ukupna, transportna, rotora.

9

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm1.3.1.3 Specijalna ispitivanja

naponuIspitivanja van ovog popisa posebno se ugovaraju izme u naru a i proizvo a.Potrebno je naglasiti da se za velike turbogeneratore neka ispitivanja ne mogu obaviti uispitnoj stanici proizvo a a, a za velike hidrogeneratore, koji se izra uju nalicu mjesta,ispitivanja se prilago nostima.

1.4 Ispitivanja sinkronogstroja u pokusu praznog hoda

Cilj ispitivanja u praznom hodu je da se dobiju slijede e karakteristike:-valni oblikems,-emsu funkciji struje uzbude: đ ă (karakteristika praznog hoda, karakteristikamagnetiziranja) - ems: ő ă ř đ÷

enoj brzini okretanjani postupak).

1.4.1 Valni oblikems

U pokusu praznog hoda potrebno je pomo u oscilograma kontrolirati oblik linijskevrijednosti ems. Prema propisima, oblik krivuljeemssmatra se prakti no sinusnim, akonajve e odstupanje trenutne vrijednosti a od stvarne vrijednosti sinusoide g (prema slici 1- ijednosti, m . Maksimalna vrednost se izra unavapo obrascu:

Slika 1-3 Oblik talasa ems

10

Kod visokonaponskih generatora oblik krivuljeemsispitujemo preko naponskih mjernihtransformatora. Ako su dobre klase, oni ne izobli uju oblik krivuljeems.

1.4.2 Karakteristika praznog hoda

Karakteristika praznog hoda je funkcionalna ovisnost izmjeni nog napona armaturenapriklju cima neoptere enog generatora E0 , od istosmjerne uzbudne struje, , prikonstantnoj brzini, i nazna enoj (nominalnoj) frekvenciji tj.

đ ă ă đô ă ô

na krivulja kod koje je dio koji se dobiva pri smanjenju uzbudne struje se dobiva pri pove anju uzbudne struje. Ovo je posljedica

remanentnog magnetizma, ali ove razlike nisu tako zna ajne kao kod generatoraistosmjerne struje.

Tijek pokusa:

Generator se spoji sa pogonskim motorom (npr. motor istosmjerne stuje) koji moraimati svu opremu za reguliranje brzine na nu sinkronu vrijednost, a uzbudninamotse napaja iz nezavisnog izvora. U uzbudnom krugu generatora nalazi se ampermetar, a nakrajevima statorskog namota voltmetar i frekvencmetar. Kada se pri uzbudnoj strujijednakoj nuli regulira brzina na sinkronu, stalno je mjerimo tahometrom

0I uI

0E

nU

Slika 1-4 Karakteristika praznog hoda

rati frekventmetrom. U prvom dijelu pokusauzbudnoj struji sedaju sve ve e vrijednosti, pri emu se izbjegava svako

11

anje uzbudnog otpornika unazadda bi se jednozna no dobile t ke karakteristike pri pove anju uzbudne struje. Za svakuvrijednost uzbudne struje kontrolira se brzina i mjere uzbudne struje i ems generatora. Udrugom dijelu pokusa uzbudnoj struji dajemo sve manje vrijednosti, mjere i ostale veli inekao i ranije.

Kod nominalnog napona, glavni dio uzbudne struje,AB, pripada musadioBC musmagnetnog kruga.

Zna ajan podatak sa karakteristike praznog hoda je vrijednost uzbudne struje, đ, pri kojojse ima linijska ems po vrijednosti jednaka nominalnom naponu đ ă .Kod sink jestu gdje je montiran tj. u elektrani, a pogonski motor je vodena ili parna turbina.

1.5 Karakteristika ustaljenog (trajnog) kratkog spoja

Karakteristika ustaljenog kratkog spoja prikazuje ovisnost izmjeni ne struje nakratkospojenim priklju cima statora, , od istosmjerne uzbudne struje, , pri kratkomspoju i kada je brzina okretanja nazivna, tj.

ă ă đ ă

Obi no se pokus enju brzine na nazivnuvrijednost, uzbudna struja, koja je do tada obavezno bila jednaka nuli, postepeno sepove ava. Za svaku vrijednost uzbudne struje zapisuju se i pokazivanja tri ampermetra, pa sestruja kratkog spoja statora dobiva kao srednja vrijednost tih pokazivanja. Mj ijnominalne struje generatora. Na osnovu rezultata crta se karakteristika kratkog spoja predstavljena na slici 1-5, koja jepravac

I

nI

kI uI

.Slika 1-5 Karakteristika kratkog spoja

12

Zna ajan podatak sa karakteristike ustaljenog kratkog spoja je vrijednost struje kratkogspoja, , pri kojoj je linijska struja kratkog spoja po vrijednosti jednaka nazivnoj struji ă .

Karakteristika kratkog spoja ne mora polaziti iz po etka koordinatnog sustava vej radi remanentnog magnetizma.

uI

Slika 1-6 Pojednostavljena shema sinkronog stroja u kratkom spoju

U shemi prikazanoj na slici 1-6 zanemaren je otpor po fazi statora.Kad se pomo u uzbudne struje podesi da je ă rezultantnaemsbi e jednaka naponurasipanja:

ă

koji iznosi 10 - 20 % od nominalnog napona pa e prema karakteristici praznog hodastroj biti sigurno u nezasi enom stanju. Reaktancija reakcije armature bi e nezasi ena(i konstantna) pa i zbroj ő ă nazivamo nezasi enomreaktancijomarmature.

enogstroja vrijedi linearan odnos

ă ďî

a prema shemi imamo

đ ă

dobiva se

ăďî

ăďî

˘

13

pa je zato karakteristika kratkog spoja pravacodnos struja jednak odnosu induktivnosti (ako je R mal) prieksperimentalnom odre frekvencija bude strogo nazivna

1.6 Odre ivanje podataka iz karakteristika praznog hoda i kratkog spoja.

Sa slike na kojoj su zajedno prikazane karakteristike praznog hoda i kratkog spoja, moguse odrediti neki veoma zna"ajni podaci.

0I kI uI

Slika 1-

Sinkrona reaktancija nezasi enogstroja ă , kao odnos napona praznog hoda

satangentom OD pri otvorenom prekida u i struje kratkog spoja pri zatvorenom prekida u (slika 1-6) za istu, bilo koju, uzbudnu struju,

ă ă sli no kao i gore samo za

uzbudnustruju đkoja odgovara nazivnom naponu. Pojam ove sinkrone reaktancije je teorijski,pri emu se za karakteristiku praznog hoda uzima pravac koji prolazi kroz

.

14

O igledno je ovisnost ă ř đ÷, (slika 1-8.)koja se dobiva iz odnosa AC/AB za razne vrijednosti uzbudnih struja, pri emu se t ka Ckre e po karakteristici praznog hoda ( đ).

Slika 1-8 Promjena sinkrone reaktancije u funkciji ems praznog hoda

ă ă ă

koji odgovara nazivnom naponu ( ) , i ima vr u od jedinice, prosje no 1,2.Odnos kratkog spoja

ăđ

ăđ

đ ď

predstavlja odnos uzbudne struje koja odgovara nazivnom naponu u praznom hodu iuzbudne struje koja odgovara nazivnoj struji u kratkom spoju.Stroj sa ve imodnosom kratkog spoja mo ative a preoptere skuplji. Uhidrogeneratorima ă đňč ďňč a u turbogeneratorima ă đňë ďňđň.

Upokusu se mora stalnokontrolirati da frekvencija bude nazivna (regulacijom brzinepogonskih motora) i davatmetar pokazuje snagu jednaku nuli (regulacijomuzbudne struje generatora), kako bidobili ă đ .mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

15

1.7 Karakteristika reaktivnog optere enja

Karakteristika reaktivnog optere enja je krivulj koja pokazuje kako se mijenja napon nakrajevima generatora u ovisnosti o uzbudnoj struji, ă ř ÷, pri stalnoj strujioptere enja ( ă ň.) , faktoru snage cos ă đ (ind) i brzini ă . Ova metoda jeprakti na za analizu, jer se pri reaktivnom optere enju imaju jednostavne, aritmeti ke,relacije izme u ems E i napona U , kao i izme u uzbudnih struja . Iz karakteristikareaktivnog optere ti tzv. Potieov trokut, koji je osnova zaodre ivanje promjene napona i uzbudne struje po Potieovoj metodi.

Reaktivno optere enje sinkronogstroja pomo u transformatora u praznom hodu,asinkronog motora u praznom hodu ili kondenzatora, se ne primjenjuje u praksi. Najbolje jepri ispitivanju koristiti dva jednaka sinkronastroja, od kojih jedan, npr.

ďproizvodi, adruga, î strojevima, PS , se pokrivaju gubicipojedinih generatora u radu. Pomo u sinkronizacijskih sijalica se

kronizacija strojeva, nakon ega se prekida em zatvori strujni krug. Tijekom pokusa se mora stalnokontrolirati da frekvencija bude nazivna (regulacijom brzinepogonskih motora) i davatmetar pokazuje snagu jednaku nuli (regulacijom struje generatora), kako bi dobili ă đ .

PS 1SS 2SS PS

1uI 2uI

Slika 1-

T vanje konstantne struje optere enja, priraznim naponima ostvari potrebna razlika uzbudnih struja generatora.U slu aju reaktivnog optere enja vrijede sljede e jednostavne aritmeti ke relacije:

ă ď ă ő

ă ď ă ő

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmKarakteristika reaktivnog optere enja sinkronogstroja, ď , prikazana je na slici 1-10

16

zajedno sa karakteristikom praznog hoda.

uE )( uu IfE

)( uIfU

aI

kI I 0cosI uI

0cos

E

nU

IX

U

0

N

t

Q P T

kT

Slika 1-

Karakteristika reaktivnog optere ivanje tzv. Potieovog trokuta, NPT , ije su katete:

ă ă pad napona na rasipnoj reaktanciji (napon rasipanja), tzv. Potieovnapon, ,

ă ă uzbudna struja koja odgovara struji armatureI .

Reaktancija se naziva Potieovareaktancija.

Potieov trokut se odre uje na sllede i na in:

1. na karakteristiku praznog hoda povu e se tangenta u po etnom dijelu 0t ;2. na apcisi se ucrta t ka , koja je dobivena iz karakteristike pokusa kratkog spoja pridanoj struji ă ;3. za napon U , odredi se na karakteristici reaktivnog optere enja t ka T i povu ehorizontala UT , uzbudnu struju u t ki T ozna imo sa ăđ;

inađ = i tako odredi t ka Q;5. iz t ke Q se povu ina QN , odnosno t ka N;

17

6. iz t inu TQ i na mjestu presjeka odredi t ka P ;7. trokut NPT je Potieov trokut, koji nam daje

1.8 Odre ivanje promjene napona i uzbudne struje

Odre ivanje promjene napona i uzanalize rada iispitivanja sinkronog generatora. Naime, usljed naglog rastere enja strojaiz jene napona. Promjena napona je definirana kao razlika emsupraznom hodu i nazivnog napona: ă đ , pri istoj brzini stroja i pri istojuzbudnoj struji kao pri optere enju, a obirelativno, u postocima, u odnosuna nazivni napon:

ăđ

ďđđ ĹűĂ

Kod rastere enja sa nazivnog optere enja na optere enja nula (prazan hod), napon kod nazivnefrekvencije i odgovaraju e uzbudne struje, koja ostaje konstantna, ne smije porasti ă đňč kod strojeva malih snaga, odnosno 30% kod strojeva srednjih snaga.

Ako je za dano optere enje U, I ,cos : (ind) potrebno je odrediti promjenu napona iuzbudnu struju, , sl jede im posrednim metodama:

Ben-Esenburgovaje najjednostavnija, ali pretpostavlja stroj nije zasi en i da jesa cilindri nim rotorom,

Potieovauzima u obzir zasi enje ali ne i istaknutost polova,Blondelovauzima u obzir istaknute polove ali ne i zasi enje itd.

ieova metoda, a pri orijentacijskim postupcima i Ben-Esenburgova.

1.8.1 Ben-Esenburgova metoda

Za primjenu ove metode potrebno je poznavati vrijednost otpora statorskog namota, R , isinkrone reaktancije, . Smatra se da je stroj nezasi en ( ă ), pa se koristiekvivalentna shema sa konstantnim parametrima (slika 1-10).mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

18

uI

Slika 1-

EmsE0 se ra una iz jedna e:

đ ă +R +j

a pomo u nje promjena napona. Potrebna uzbudna struja odredi se koriste karakteristiku praznog hoda nezasi enogstroja.Utjecaj zasi ijeniti uzimanjem u ra enesinkronerekatancije, ikoriste i karakteristiku praznog hoda zasi enogstroja.

1.8.2 Potieova metoda

Potzbrajanjumusodnosnouzbudnih struja. Ne uzima u obrziristaknutnost polova, tako da se prvenstveno primjenjujeza turbogeneratore, mada daje prili no zadovoljavaju e rezultate i za hidrogeneratore.

Osim vrijednosti otpora statora, R , potrebno je poznavati i vrednostPotiovereaktancije ,ili pada napona na rasipnoj (Potieovoj) reaktanciji , te struju statora svedenu na rotor, . Veli ine i . se odre uju pomo u karakteristika reaktivnog optere enja, izPotieovog trokuta.Potieova metoda se bazira na primjeni stvarne karakteristike praznog hoda stroja,vektorskog dijagrama i sljede$ih jedna :

= +R ő

ă ő

uz pretpostavku da je Potieov trokut nepromjenljiv sa zasi enjem.

19

una rezultantnaemsE , iz karakteristike praznog hoda se dobije uzbudnastruja I, koja je pomjerena ispred emsE za 90º. Uzbudna struja se

odre uje grafi ki, zbrajanjem vektora i , koji je paralelan sa vektorom struje optere enjaI . Premauzbudnoj struji se iz karakteristike praznog hoda o ita odgovaraju a emsusljeduzbude đ, na temelju koje se izra una promjena napona.

1.9 Struktura i na in odre ivanja gubitaka

Stupanjkorisnosti sinkronogstroja odre uje se isklju ivo po metodi odvojenih gubitaka.

ăő

ô ă í

Ukupni gubici, , predstavljaju razliku izme

sinkronihstrojeva jede e gubitke:

ă ő ő ďňë î+ ő

gdje su:

ő gubici usljedokretanja

obuhva ajumehani ke gubitke i gubitke u . Odre uju se iz pokusa praznog

generatora ili motora ili po metodi zaustavljanja.

RI² - gubici optere uju se ra unskiiz izmjerenog otpora i poznate struje statora.

metodizaustavljanja stroja u kratkom spoju.

, i uzbudnestruje,

1.9.1 Gubici u praznom hodu

ijed okretanja

praznoghoda), ő , gubitke uslijeduz

kod motornogpostupka, ďňë đî. Uzbudni gubici se pokrivaju snagom uzbude i mogu

se odvojeno mjeritiza bilo koje pogonsko stanje stroja, pa se esto izdvajaju iz ukupnih gubitaka praznoghoda.

20

funkcijiems: ő ă ř đ÷ nom postupku.

1.9.1.1 Generatorski postupak

Za provo enje generatorskog postupka potrebno je imati pogonski motor, PM , imogu nost mjerenja njegove korisne snage, đ(slika 1-12). Korisna snaga pogonskog motora treba odgovarati samo gubicima ispitivanogstroja. Promjenom struje uzbudedobivaju se potrebne karakteristike.

Slika 1-12 Shema ispitivanja za generatorski postupak praznog hoda

istroj, korisna snaga motora sejednostavno odre uje:

ă ô

roju mehani kih gubitaka igubitaka u mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

đ ă đ ă ő :

21

koji su prikazani na slici 1-13.

Gubici pri nazivnom naponu se o itaju sa slike prema ems E (iz Potieove metode), ilijednostavno prema nazivnom naponu.

Slika 1-

1.9.1.2 Motorni postupak

U slu ajevima kada spajanje sinkronogstroja sa pogonskim motorom predstavlja problemprimjenjuje se motorni postupak. U odnosu na generatorski postupak, ulazna snaga, ovajput elektri jeri.Tijekom pokusa, sinkronistroj jskog transformatora, ilipomo u posebnog izvora promjenjivog napona,konstantnom.Asinkroni zalet ispitivanogstroja upno pove avanje napona. Kada je brzinaporasla gotovo do sinkrone, uklju imo puzbudu i time sikroniziramostroj. Prekoinstrumenata mjerimo frekvenciju i napon na priklju cima, struju u sve tri faze, snagu kojuuzima ispitivanistroj uzbudnu struju (slika 1-14).

Prakticiraju se dva mjerenja, pri minimalnoj struji statora, đ ), i pri nazivnoj struji statora, C ostvaruju reguliranjem uzbudne struje.mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmMj ivanje gubitaka uslijed okretanja, ő , koji se ovdje sumarno dobivaju:

22

ă ő ő ďňë đî

Zbog male struje optere datni gubici, a zbogcos ă ď a kod mjerenja vatmetrom.

Iz mj kama B i C , ako je potrebno, mogu seodrediti dodatni gubici, :

ă ő ő ďňë đî ő

Ems, E , pa prema tome i gubici u , , su ve ane uzbude,kaB .

e u mjt niji vatmetar za mjerenje snage (elektronski ili za mali cos : ).

Slika 1-14 Shema ispitivanja u motornom praznom hodummmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

23

uI

Slika 1-15 Ovvisnost struje optere enja o strujiuzbude u motornom praznom hodu

1.9.2 Gubici u kratkom spoju

Gubitke u kratkom spoju odre o je potrebno jimati pogonski motor, PM , i mogu nost mjerenja njegove korisne snage, (slika 1-16).

Korisna snaga pogonskog motora treba odgovarati samo gubicima ispitivanogstroja.kronoj brzini i raznim vrijednostima struje

uzbude, a u cilju odre ivanja dodatnih gubitaka, .

Snaga kratkog spoja, , sa ijede e gubitke:

ă ő ďňë î ő

Dodatni gubici su dakle

ă ďňë î

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

24

Slika 1-16 Shema ispitivanja za pokus kratkog spoja

Slika 1-17 Gubici u kratkom spoju generatora

1.9.3 Metoda zaustavljanja

Kod sinkronih generatora velikih snaga javljaju se prili ni problemi kod odre ivanjagubitaka, odnosno stupnjakorisnosti. Oni se kona no montiraju i ispituju tek u elektrani,gdje ne postoji i pogonskistroj, pomo u kojeg bi se odredili pojedina ni gubiciradi odre ivanja stupnjakorisnosti. Budu i je generator obi no vrsto spojen sa svojom pogonskom turbinom, dodatni problem predstavlja i

razdvajanje ukupnihmehani kih gubitaka turbine iprocijeniti gubitke hidrauli nogtrenja vodenih turbina. Generatori velikih snaga se,

25

ako postoje odre eni uvjeti, obi noispituju metodom zaustavljanja, a u suprotnom kalorimetarskom metodom.

Cilj metode zaustavljanja je odre ivanje pojedinih gubitaka ili momenta inercije, , abaziran no tri, pokusa zaustavljanja pri razli itim uuvjetima

Strojevi velikih momenata inercije su pogodni za ispitivanje metodomzaustavljanja, jer zaustavljanje traje dugo, tako da se krivulja zaustavljanja,

ă

Slika 1-18 Karakteristika zaustavljanja

Za provo enje pokusa vjeta za zalet generatora iznad nazivnebrzine okretanja (npr. postojanje drugog, pomo nog generatora za sinku rad) apotrebna je i mogu nost odspajanja turbine od generatora, kako bi se izbjegao utjecajmehani kih gubitaka turbine.

Nakon dovo enja stroja u od nazivne, uz odregubitaka,on se prepusti zaustavljanju. Pri tome se snima karakteristika ă ř ÷ (slika 1-18),obi no pomo u tahometarskog generatora ili, ako se zaustavljanje sporo odvija, pomo uobi nog tahometra i kronometra. Subtangenta T se naziva fiktivno vrijeme zaustavljanja, zakoje bi se stroj zaustavio ako bi gubici ostali isti pri svim brzinama do nule. Kako se sasmanjivanjem brzine i gubici smanjuju, stvarno vrijeme zaustavljanja je uvijek ve e od T.

Prema IEC preporukama ne snima se cijela karakteristika, ve se samo odre je vrijeme za koje brzina opadne sa 1,1n na 0,9 n (ili sa 1,05 n na 0,95 n ).

26

Gubici, , i moment inercije, , stroja povezani su sl om jedna om:

ă ăî

ęđ

î

Potrebno vrijeme t , je obrnuto proporcionalno

ă ô ăî

ęđ

î

im uuvjetima:

1) :

ď ă ăď

2) Uzbu enistroj u praznom hodu, kada su gubici pri i E (odnosno ):

î ă đ ă ő ăî

3) Uzbu enistroj u kratkom spoju, kada su gubici pri i :

í ă ă ő ďňë î ő ăí

Rj podrazumijeva prethodno poznavanje jedne odsljede ih veli ina: ô ô đ ô ň.

odgovaraju ihkarakteristika praznog hoda i kratkog spoja, pripremiti podatke za uzbudne struje za E(odnosno ) u praznom hodu i u kratkom spoju.