ГОСТ 27430-87
(МЭК 34-10)
Группа Е60
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ
Условные обозначения для описания синхронных машин
Electrical rotary machines. Sonventions for description of synchronous machines
ОКП 33 0000
Срок действия с 01.07.88
до 01.01.94*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 5-6, 1993 год). - Примечание .
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР
2. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.09.87 N 3738 введен в действие государственный стандарт СССР ГОСТ 27430-87, в качестве которого непосредственно применен международный стандарт МЭК 34-10, с 01.07.88
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 соответствующей оси;
5) направление продольной оси вектора магнитодвижущей силы обмотки возбуждения совпадает с положительным направлением продольной оси;
6) ток считают положительным, если он создает положительный магнитный поток (потокосцепление) в соответствующей обмотке (цепи);
7) индуктированная э.д.с. имеет полярность, препятствующую изменению потокосцепления и удовлетворяющую уравнению 
(для установившегося режима с постоянной угловой скоростью индуктированную э.д.с. можно также представить как 
).
Это условное обозначение в сочетании с индексом 
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
Черт.1
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.
Примечание. Положительное значение реактивной мощности 
соответствует исходному направлению активной мощности 
.
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/
;
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 |
|
|
|
|
|
|
Общие уравнения двигателей и генераторов
где 
, 
- электродвижущая сила, э.д.с.;
- магнитодвижущая сила, м.д.с;
, 
- ток;
- момент;
- активная мощность;
- дифференциальный оператор;
- реактивная мощность;
- сопротивление;
, 
- напряжение на зажимах;
- реактивное сопротивление;
- угол между вектором фазы А и продольной осью;
- угол между вектором напряжения якоря и поперечной осью;
- постоянная времени;
- угол между векторами тока и напряжения;
, 
- потокосцепление;
- угловая частота;
- момент инерции.
Примечание. Когда указаны и прописные и строчные буквы, первые относятся к векторным, вторые - к мгновенным значениям.
Подстрочные индексы обозначают:
- обмотки якоря;
, 
- продольная и поперечная оси;
- обмотка возбуждения;
- внутренний;
, 
- порядковый номер демпферных цепей;
- механический;
- номинальное значение;
- воздушный зазор;
- 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 (
, 
).
Исходные векторные диаграммы синхронных машин. За базовые приняты параметры генератора
для случаев рассмотрения неявнополюсного генератора или двигателя с 
*
|
|
|
|
Черт.3 |
Черт.4 |
Исходные векторные диаграммы синхронных машин. За базовые приняты параметры двигателя
для случаев рассмотрения неявнополюсного генератора или двигателя с *
_______________
* Соответствует оригиналу. - Примечание .
|
|
|
|
Черт.5 |
Черт.6 |
Векторы напряжения и тока в системах с базовыми параметрами генератора или двигателя
GC - система с базовыми параметрами генератора (
)
МС - система с базовыми параметрами двигателя (
)
Исходная диаграмма для измерений угла нагрузки
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 перевозбужденного явнополюсного синхронного генератора показаны на черт.1. Поперечная ось рекомендуется в качестве исходной оси векторной диаграммы. Однако, когда машина является частью системы, может быть использована любая другая 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 соотношение между постоянными осями и вращающимися векторами, и облегчить определение мгновенных фазовых значений э.д.с, тока и т.д. Использование параметров двигательного режима (или нагрузки) в качестве базовых целесообразно 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 поперечная 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 неявнополюсного синхронного генератора (см. черт.3 и 4) и синхронного двигателя (см. черт.5 и 6). В качестве базовых взяты параметры генераторного режима.
Во всех этих случаях предполагается, что сопротивление якоря незначительно и .
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 э.д.с. и положительны по отношению к ним (т.е. 
; 
) в случае рассмотрения генератора и отрицательны по отношению к ним (
;
) в случае рассмотрения двигателя.
Дополнительные пояснения, касающиеся некоторых условных обозначений 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., принято положительным, когда ток, создаваемый этой э.д.с. в замкнутой на сопротивление цепи является положительным.
Это допущение с учетом изложенного в пп.1.1 3), 6) приводит к основному выражению индуктированной э.д.с, определенному в п.1.1 7), а именно:
.
Необходимо подчеркнуть, что это выражение относится 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 и (см. ниже). В случае рассмотрения генератора напряжение якоря считается положительным, если в замкнутой 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 
.
Следовательно 
- для генератора
- для двигателя
Концы стрелок, указывающих заданные направления напряжения и э.д.с. в схемах цепи на черт.1 и 2, соответствуют точке с более высоким потенциалом для 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 будут взаимно противоположны (см. черт.1).
Но в случае рассмотрения двигателя, 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 стороны, при переходе от рассмотрения генератора к рассмотрению двигателя и наоборот начальное направление 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 и активной и реактивной мощностей и для случаев рассмотрения генератора и двигателя, даны на черт.7.
Стрелка угла всегда должна указывать направление от к по самому короткому пути. Если это направление по часовой стрелке, то тогда угол является отрицательным.
Для случаев рассмотрения генератора и двигателя активную и реактивную мощности вычисляют по формулам 
; 
.
Измерения угла нагрузки для случаев рассмотрения генератора и двигателя указаны на черт.8.
Стрелка угла должна указывать направление вдоль самого короткого пути от вектора к положительному направлению поперечной оси в генераторном режиме и от отрицательного направления поперечной оси к вектору в двигательном режиме.
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1988