2102-252: บทที่ 5 เครื่ําเนองกิดไฟฟ ิงโครนาซ ัส

��วไหลของขดลวดอาร เมเจอร การพันขดลวดอาร เมเจอร บนสเตเตอร จะทําให �ารั่วไหล XA ด �ลวดจึงมีค าเป นjX - E A jX S I A2102-252: Ch5 Synchronous generatorVφjXS - IAEAVφ E A jXI A jX AI A EA j ( X X A ) IAjXAEAIAVφElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

��ความต านทานของขดลวดอาร เมเจอร ขดลวดอาร เมเจอร �ง � านทาน RA อยู ด �ลวดจึงมีค าเป นVφ E A jX S I A RAI AjXS - RAEAIAVφ E A ZS I AX S : Synchronous reac tan ceE A : Internal induced voltageZS : Synchronous impedanceVφ :Terminal voltage2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

ิดไฟฟ าแบบ 3 เฟสjXSRadjทําหน าที่อะไร?EA1IA1RA Vφ1 -IFRadjjXSLFVF(DC)EA2RA -IA2Vφ2RFแรงดัน EA1, EA2 และ EA3 มีเฟสต างกัน 120o ทางไฟฟ า2102-252: Ch5 Synchronous generatorjXSEA3 -RAIA3Vφ3Electrical Engineering Department, Chulalongkorn University

วงจรสมมูล12/1431/82การต �ฟ า 3 เฟสแบบ ΔIL-VT VφφVIL 3I A EAjXSVTIARA - -2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

วงจรสมมูล13/1432/82การต �ฟ า 3 เฟสแบบ YIL - -IA EAVT -IL I AVφVT 3Vφ jXSRA2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

ื่องกําเนิดไฟฟ าIFjXSRFVF - EARAIAVφLFวงจรนี้ใช ได ��ดไฟฟ าเป นแบบสมดุล(ขนาดของ IA1 IA2 IA3 และมีเฟสต างกัน 120o ทางไฟฟ า)2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

แผนภาพเฟสเซอร 1/3โหลดแบบตัวต านทาน (PF 1)34/82Vφ E A jX S I A RAI A E A ZS I AEAjXSIAIA2102-252: Ch5 Synchronous generatorVφIARAElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

แผนภาพเฟสเซอร 2/3โหลดแบบล าหลัง (PF 1, lagging)35/82Vφ E A jX S I A RAI A E A ZS I งกําเนิดไฟฟ าจ ายกระแสให โหลดที่แรงดัน Vφ เท �หลดเป นตัวต านทาน เราต องเพิ่ม EA (เพิ่ม IF)2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

แผนภาพเฟสเซอร 3/3โหลดแบบนําหน า (PF 1, leading)36/82Vφ E A jX S I A RAI A E A ZS I งกําเนิดไฟฟ าจ ายกระแสให โหลดที่แรงดัน Vφ เท �หลดเป นตัวต านทาน เราต องลด EA (ลด IF)2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�กําเนิดไฟฟ าPconv τ ind ωm 3E AI A cos γτ ind ωmPin τ appωmPout 3VT IL cosθStraylossesPstray2102-252: Ch5 Synchronous generatorFriction & windagelossesPf &wCorelossesPcoreI2Rlosses 3Vφ I A cosθQout 3VT IL sinθ 3Vφ I A sinθElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�กําเนิดไฟฟ าเมื่อละเลย RAδ torque angleθ PF angleθδγIAθEAjXSIAX s I A cos θ E A sin δVφPout 3Vφ I A cosθ 3Vφ E A sin δPout ,max 2102-252: Ch5 Synchronous generatorXS Pconv3Vφ E AXSElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�กําเนิดไฟฟ าเมื่อละเลย RAกําลังไฟฟ า Pout,max เรียกว า static stability ิดไฟฟ �ื่องกําเนิดไฟฟ าจ ายโหลดเต็มOOพิกัด torque angle จะมีค าประมาณ 15 - 20โดยปกติโหลดต องการแรงดัน Vφ คงที่ ดังนั้นPout จึงขึ้นกับ IA cosθ หรือ EA sinδQout จึงขึ้นกับ IA sinθ2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�กําเนิดไฟฟ าเมื่อละเลย RAจากบทที่ 4 เราได ทGราบว Gา G Gτ ind kBR BS kBR Bnetซึ่งมีขนาดเท ากับτ ind kBR Bnet sin δจากสมการกําลังPconv τ ind ωm 2102-252: Ch5 Synchronous generator3Vφ E A sin δXS τ ind 3Vφ E A sin δωm X SElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�มิเตอร �ไฟฟ า 3 ตัวที่เราต องหาจากการทดสอบ คือ– ความสัมพันธ �่ยวนํา EA กับกระแสสนาม IF– รีแอกแตนซ (synchronous reactance) XS– ความต านทานของขดลวดอาร เมเจอร RA2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�อบเป ดวงจร (O/C รื่องกําเนิดไฟฟ � IF ให มคี าเท ากับศูนย �ดไฟฟ � �กําเนิดไฟฟ าไม มโี หลด กระแสอาร เมเจอร IA จึงเท ากับศูนย ดังนั้น EA Vφปรับกระแสสนาม IF เป นขั้นแล ววัดค า VT2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�เฉพาะขณะเป ดวงจร (O/C characteristic, OCC)VT , VAir-gap lineOCCωm ωsync ค าคงที่IF , A2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�อบลัดวงจร (S/C ครื่องกําเนิดไฟฟ าผ านแอมป มิเตอร และปรับกระแสสนาม IF ให มคี าเท ากับศูนย �ดไฟฟ � ωmปรับกระแสสนาม IF เป นขั้น แล ววัดค ากระแสอาร เมเจอร IA หรือกระแสโหลด IL2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�อบลัดวงจรjXSRAEAIAIA - EAjXSIAIARAVφ 0BRBs2102-252: Ch5 Synchronous generatorBnetElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

องกําเนิดไฟฟ า กระแสอาร เมเจอร IA �แรงดันเหนี่ยวนํา EA(เพราะ RA XS)ฟลักซ �ร เมเจอร Bs � ามกับฟลักซ ที่สร างจากโรเตอร BR ทําให Bnet มีค าน �่องกําเนิดไฟฟ าจึงไม อิ่มตัว2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�เฉพาะขณะลัดวงจร (S/C characteristic, SCC)IA , ASCCωm ωsync ค าคงที่IF , A2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

ลัดวงจรจะพบว าZs R X 2A2SXs I A,SC Vφ ,OCI A,SC IAE A,SCI A,SCแต RA XS และ E A.SC Vφ ,OCE A,SCRA48/82 - EAVφ 0VT ,OC / 3I A,SCIat FRA หาได จากการวัดความต านทานของขดลวดอาร เมเจอร ด วยWheatstone bridge �มต �สม2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบ9/1849/82ค า XS มีค าไม คงที่เพราะ Vφ,OC เกิดการอิ่มตัวVT , VIA , AXS , ΩAir-gap lineOCCXS,air-gapXS,OCCSCCωm ωsync ค าคงที่IF , A2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบ10/1850/82Ex.3 � าขนาด 200 kVA 480 V 50Hz ต อแบบ Y �ป �ท ากับ 5 A ดังนี้– แรงดันเป ดวงจร VT,OC 540 V– กระแสลัดวงจร IL,SC 300 A– เมื่อป �นาด 10 V เข าที่ขั้ว วัดกระแสได 25 Aจงหาค า XS และ RA �ไฟฟ า2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบ11/1851/82VφIDC 25 A -EAVDC 10 V jXSRA2102-252: Ch5 Synchronous generatorVDC2RA IDCVDC10 0.2 ΩRA 2IDC 2 25Electrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบ12/1852/82IL 0Vφ -EAVT,OCE A Vφ ,OC jXS5403VT ,OC3 311.8 VRA2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบ13/1853/82IL,SCIA,SCVφ -EAI A,SC IL,SC 300 A jXSRA2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบR X 2A2S14/1854/82ถ าละเลยผลของ RAE A,OCI A,SCXS 311.822 1.0390.2 X S 300X S 1.02 Ωj1.02 ΩVFI A,SC 311.8300 1.04 ΩIFRFE A,OC - EA 312 V0.2 Ω IAVφLF2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

�� วนลัดวงจร (S/C ratio, SCR)If ที่ต องการเพื่อสร �ป ดวงจรSCR If ที่ต องการเพื่อสร �ดวงจรV ,VAir-gap lineOf ′OCCV Of ′′IA , ATT,rateI A Vφ ,rate X S,rateSCR I A,rate Vφ ,rateXS1 p.u. X S2102-252: Ch5 Synchronous generatorSCCIA,rateIAIF , AOf’f ’’Electrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบ16/1856/82Ex.4 � าขนาด 45 kVA 220 V 6 ขั้ว50 Hz ต อแบบ Y �้– แรงดันเป ดวงจร VT,OC 220 V เมื่อป อน IF 2.84 A– กระแสลัดวงจร IL,SC 118 A เมื่อป อน IF 2.20 A– กระแสลัดวงจร IL,SC 152 A เมื่อป อน IF 2.84 A– จาก air-gap line แรงดันเป ดวงจร VT,ag 202 V เมื่อป อน IF 2.20 Aจงหาค า SCR, XS,unsat และ XS,sat2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบI A,rate 17/1857/82VArate3VT ,rate 450003 220 118 AIf ที่ต องการเพื่อสร �ป ดวงจรSCR If ที่ต องการเพื่อสร �ดวงจร2.84 1.29 A2.202102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

การทดสอบ18/1858/82ที่ IF 2.20 AE A,ag VT ,ag VT ,ag3Vrate 2023 116.7 Vที่ IF 2.84 AE A,OC VT ,OC VT ,OC202 0.92 p.u.220IL,SC 118 A 1 p.u.116.7 0.987 Ω1180.92 0.92 p.u.1X S,unsat 2102-252: Ch5 Synchronous generatorIL,SCX S,sat3Vrate 220 127 V3220 1 p.u.220152 152 A 1.29 p.u.118127 0.836 Ω1521 0.775 p.u.1.29Electrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด �กษากรณีที่มี � าเพียงตัวเดียวจ ��ฟ าจะขึ้นอยู � ออยู �ไฟฟ า3φ Synchronousgenerator2102-252: Ch5 Synchronous generatorVTโหลดที่ค า PF ต างๆมักต องการ VT & f คงที่Electrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด � โรเตอร หมุนด ��เนิดไฟฟ าต องจ ายความถี่ 50 Hz ให �ี่ยวนํา EA มีค าคงที่เสมอ ยกเว �สนาม IFโดยทั่วไปจะไม คํานึงถึงความต านทานของขดลวดอาร เมเจอร RA2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด 3/2461/82โหลดแบบ PF ล าหลัง - �่ PF คงที่EAδθ δ’IAIA’2102-252: Ch5 Synchronous generatorjXSIA’Vφ’jXSIAVφแรงดัน Vφ และแรงดันที่ขั้วVT �ะแสอาร เมเจอร IA เพิ่มขึ้นElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด 4/2462/82โหลดแบบความต านทาน (PF 1)EAδ’δIAIA’2102-252: Ch5 Synchronous generatorjXSIA’Vφ’jXSIAVφแรงดัน Vφ และแรงดันที่ขั้วVT �ะแสอาร เมเจอร IA เพิ่มขึ้นElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด 5/2463/82โหลดแบบ PF นําหน า - �่ PF คงที่EAIA’IAθδ’jXSIAδVφ2102-252: Ch5 Synchronous generatorjXSIA’Vφ’แรงดัน Vφ และแรงดันที่ขั้วVT �ื่อกระแสอาร เมเจอร IAเพิ่มขึ้นElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด �ัน (Voltage regulation, VR)เมื่อVnl VflVR 100 %VflVnl �อไร โหลด, VVfl �อจ ายโหลดเต็มพิกัด, Vดังนัน้VR มีค าเป นบวก เมือ่ � าจ ายโหลดแบบ PF ล าหลังVR มีค าเป นลบ เมือ่ � าจ ายโหลดแบบ PF นําหน า2102-252: Ch5 Synchronous generatorElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด 7/2465/82การปรับแรงดัน Vφ และแรงดันที่ขั้ว VT ให �ม IF เพื่อให �นําEA มีค ��ที่ต ออยู �ไฟฟ าEEAEAjXSIAIAVφIARA2102-252: Ch5 Synchronous generatorAjXSIAIAVφIARAIAVφjXSIAIARAElectrical Engineering Department, Chulalongkorn University

� ายโหลด 8/2466/82Ex.5 � าขนาด 480 V 4 ขั้ว 60

2102-252: Ch5 Synchronous generator Electrical Engineering Department, Chulalongkorn University 2/82. . วิชา Electrical Machines II) 2102-252: Ch5 Synchronous generator Electrical Engineering Department, Chulalongkorn University 21/82