5.6: SM: Stoßkurzschluss Seite 1

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1 5.6: SM: Soßkurzschluss Seie 1 Soßkurzschluss Die Ausgangsanornung es reiphasigen Klemmenkurzschlusses is in Bil argesell. Eine leerlaufene Synchronmaschine wir zum Zeipunk mi allen rei Anschlussklemmen kurzgeschlossen. Die Lösung es Gleichungssysems erfolg uner er Annahme (große Schwungmasse) ϑ ω kons, ϑ ω + ϑ mi Hilfe er Laplace-Transformaion. Eine eailliere Ableiung fine sich im Müller "Theorie elekrischer Maschinen". m Rahmen ieser Vorlesung soll ausschließlich as Ergebnis iskuier weren. Bil 5.6-1: Ausgangsanornung es Soßkurzschlusses Der Soßkurzschluss gil als Sanarbeispiel für Ausgleichsvorgänge bei er Synchronmaschine. Die Reakanzen er Maschine können aus en Ergebnissen es Soßkurzschlussversuchs experimenell ermiel weren. achhochschule Düsselorf B Elekroechnik Prof. Dr. R. Gokehaskamp 5.6 SM Sosskurzschluss.oc, :43

2 5.6: SM: Soßkurzschluss Seie 2 ür en Sromverlauf im Ankersrang a (Die Sröme in en aneren Srängen ergeben sich auf einfache Weise urch eine Koorinaenransformaion von ϑ.) erhäl man: i a R S T T 1 1 T ûa + e + e cos( ω + ϑ ) û a 1 1 T A + + e cosϑ 2 q asymmerischer Aneil û a 1 1 T A + e cos( 2ω + ϑ ) 2 q saionärer ransiener subransiener Aneil oppelfrequener Aneil Der Charaker es Sromverlaufs is gemäß Gleichung (5.6-1) vom Winkel ϑ abhängig,. h. von er Lage es Polraes zum Srang a im Schalaugenblick. ür ϑ π 2 oer ϑ 3π 2 wir cosϑ un er asymmerische Aneil verschwine (Bil 5.6-2b). Der Verlauf es Ankersromes is symmerisch. ür ϑ oer ϑ π wir cosϑ 1 un er asymmerische Aneil erhäl seinen größen Wer (Bil 5.6-2a). Der asymmerische Aneil kling mi er Saorzeikonsanen T A ab. Der grunfrequene Aneil es Ankersromes besiz einen Anfangswer, essen Effekivwer als U Soßkurzschlusswechselsrom k bezeichne wir. Der Anfangswer, er ohne en Einfluss es subransienen Aneils vorhanen wäre, nenn man U Übergangskurzschlusssrom k. achhochschule Düsselorf B Elekroechnik Prof. Dr. R. Gokehaskamp 5.6 SM Sosskurzschluss.oc, :43 U V W (5.6-1)

3 5.6: SM: Soßkurzschluss Seie 3 Die Differenz zwischen Soßkurzschlusswechselsrom un Übergangskurzschlusssrom, er subransiene Aneil, kling mi er subransienen Kurzschlusszeikonsanen T ab. Nach Abklingen es ransienen Aneils mi er ransienen Zeikonsanen T sell sich er U Dauerkurzschlusssrom k ein. Die leze Komponene es Ankersroms is ein Glie mi oppeler Nezfrequenz, as nach er gleichen Zeikonsanen abkling wie er asymmerische Aneil. Sie ri prakisch kaum in Erscheinung, a sich un q meis nur wenig unerscheien. n Bil is er Verlauf es Ankersromes für ie beien Exremfälle vollsäniger Symmerie un größer Asymmerie argesell. Der Maximalwer es Sromes, er bei größer Asymmerie aufri wir als Soßkurzschlusssrom S κ 2 k mi em Soßfakor κ 18, bezeichne. Der Verlauf es Erregersroms i L N M T T A 1+ 1 e 1 e cosω (5.6-2) is argesell in Bil 5.6-2c. Er is unabhängig von ϑ,. h. unabhängig von er Lage es Polras im Schalaugenblick. Mann erkenn folgene Zuornung: Dem asymmerischen Aneil im Erregersrom, er mi er Zeikonsanen T abkling, is er grunfrequene Aneil es Ankersromes zugeorne. Umgekehr ensprich em asymmerischen Aneil es Ankersromes, er ie Zeikonsane T A besiz, er grunfrequene Aneil im Erregersrom. O Q P achhochschule Düsselorf B Elekroechnik Prof. Dr. R. Gokehaskamp 5.6 SM Sosskurzschluss.oc, :43

4 5.6: SM: Soßkurzschluss Seie 4 Bil 5.6-2: Dreipoliger Soßkurzschluss a) Ankersrom im all größer Asymmerie (ϑ bzw. π ) π b) Ankersrom im all vollsäniger Symmerie (ϑ bzw. 3 π ) 2 2 c) Erregersrom, unabhängig von ϑ achhochschule Düsselorf B Elekroechnik Prof. Dr. R. Gokehaskamp 5.6 SM Sosskurzschluss.oc, :43

5 5.6: SM: Soßkurzschluss Seie 5 n er folgenen Tabelle sin für einige ausgeführe Synchronmaschinen charakerisische Kenngrößen angegeben. Die Reakanzen sin als bezogene Größen (per uni, pu) x N, Srang, UN, Srang ie Zeikonsanen in Sekunen un ie bezogene Trägheiskonsane in H J 2 ω N 1 2 2p 3U N,Srang N,Srang kineische Energie bei synchroner Drehzahl Bemessungsscheinleisung angegeben (aus Hüe "Elekrische Energieechnik", Ban 1). Turbogeneraoren Wasserkrafgeneraoren 2-polig 4-polig 1-polig 56-polig Säckingen Cabora Bassa 15MW 214MVA 13MW 163MVA 13MW 163MVA 83MW 118MVA massive Pole 48MW 48MVA lamelliere Pole x 2,169 3,153 2,16 1,226 1,1 x x,229,395,437,19,243,183,276,287,13,145 x q ,83 2,,83,73 x q,185,277,286,13,175 T A,435,315,262,5,22 T T,825,984 1,75 3,32 2,2,17,36,46,32,32 H 1,45,55,74 2,69 3,28 achhochschule Düsselorf B Elekroechnik Prof. Dr. R. Gokehaskamp 5.6 SM Sosskurzschluss.oc, :43

6 5.6: SM: Soßkurzschluss Seie 6 Übung: ür en Wasserkrafgeneraor "Cabora Bassa" sin ie Kenngrößen es Soßkurzschlussversuchs zu ermieln (U N 11 kv, Sernschalung, N 25, 2kA, übrige Were aus er Tabelle Seie 5). 1. Geben Sie ie für as Kurzschlussverhalen relevanen Reakanzen an. 2. Berechnen Sie en Soßkurzschlusswechselsrom, 3. en Übergangskurzschlusssrom un 4. en Dauerkurzschlusssrom. 5. Der Wechselsromaneil habe sein erses Maximum nach einer halben Nezspannungsperioe. Wie groß is er Soßkurzschlusssrom, Berechnen Sie en Soßfakor. achhochschule Düsselorf B Elekroechnik Prof. Dr. R. Gokehaskamp 5.6 SM Sosskurzschluss.oc, :43

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