CEI 2-5 EN 60034-4 1998 Ed. 3.0 Fasc.4497 - (en + it).pdf

Norma Italiana

N O R M A I T A L I A N A C E I

CNR

CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE

AEI

ASSOCIAZIONE ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA ITALIANA

Data Pubblicazione

Edizione

Classificazione Fascicolo

COMITATOELETTROTECNICO

ITALIANO

Titolo

Title

CEI EN 60034-4

1998-05

Terza

2-5 4497

Macchine elettriche rotanti

Parte 4: Metodi per determinare dalle prove le grandezze delle macchine sincrone

Rotating electrical machines

Part 4: Methods for determining synchronous machine quantities from tests

APPARECCHIATURE ELETTRICHE PER SISTEMI DI ENERGIA E PER TRAZIONE

NO

RM

A TE

CNIC

A

CEI - Milano 1998. Riproduzione vietata.

Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente Documento pu essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi senza il consenso scritto del CEI.Le Norme CEI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione sia di nuove edizioni sia di varianti. importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dellultima edizione o variante.

SOMMARIO

La presente Norma stabilisce dei metodi per determinare le grandezze caratteristiche delle macchine sin-crone trifase in base a prove. Le macchine considerate sono quelle con potenza uguale o superiore a1 kVA, e con frequenza compresa tra 15 Hz e 400 Hz. I metodi di prova non devono essere applicati amacchine sincrone speciali come macchine di campo a magnete permanente, macchine del tipo ad in-duzione, ecc.. Per le macchine senza spazzole sono richieste particolari precauzioni per lutilizzo dellapresente Norma. Essa, inoltre, non deve essere interpretata come la richiesta di esecuzione di alcune odi tutte le prove ivi descritte su qualsiasi macchina data. Le prove particolari da eseguire saranno sog-

gette a un accordo speciale.

DESCRITTORI

DESCRIPTORS

Macchine rotanti

Rotating machines;

Macchine sincrone

Synchronous machines;

Metodi di prova

Test

methods;

COLLEGAMENTI/RELAZIONI TRA DOCUMENTI

Nazionali

(UTE) CEI 2-3:1996-05;

Europei

(IDT) EN 60034-4:1995-06;

Internazionali

(PEQ) IEC 34-4:1985;

Legislativi

INFORMAZIONI EDITORIALI

Norma Italiana

CEI EN 60034-4

Pubblicazione

Norma Tecnica

Carattere Doc.

Stato Edizione

In vigore

Data validit

1998-7-1

Ambito validit

Europeo

Varianti

Nessuna

Ed. Prec. Fasc.

508:1980

Comitato Tecnico

2-Macchine rotanti

Approvata dal

Presidente del CEI

in Data

1998-4-29

CENELEC

in Data

1995-5-15

Sottoposta a

inchiesta pubblica come Documento originale

Chiusa in data

1995-5-15

Gruppo Abb.

3

Sezioni Abb.

B

ICS

29.160.00;

CDU

621.313:621.317.3

LEGENDA

(UTE) La Norma in oggetto deve essere utilizzata congiuntamente alle Norme indicate dopo il riferimento (UTE)(IDT) La Norma in oggetto identica alle Norme indicate dopo il riferimento (IDT)(PEQ) La Norma in oggetto recepisce con modifiche le Norme indicate dopo il riferimento (PEQ)

CENELEC members are bound to comply with theCEN/CENELEC Internal Regulations which stipulatethe conditions for giving this European Standard thestatus of a National Standard without any alteration.Up-to-date lists and bibliographical references con-cerning such National Standards may be obtained onapplication to the Central Secretariat or to anyCENELEC member.This European Standard exists in three official ver-sions (English, French, German).A version in any other language and notified to theCENELEC Central Secretariat has the same status asthe official versions.CENELEC members are the national electrotechnicalcommittees of: Austria, Belgium, Denmark, Finland,France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Lu-xembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,Sweden, Switzerland and United Kingdom.

I Comitati Nazionali membri del CENELEC sono tenu-ti, in accordo col regolamento interno del CEN/CENE-LEC, ad adottare questa Norma Europea, senza alcunamodifica, come Norma Nazionale.Gli elenchi aggiornati e i relativi riferimenti di tali Nor-me Nazionali possono essere ottenuti rivolgendosi alSegretariato Centrale del CENELEC o agli uffici diqualsiasi Comitato Nazionale membro.La presente Norma Europea esiste in tre versioni uffi-ciali (inglese, francese, tedesco).Una traduzione effettuata da un altro Paese membro,sotto la sua responsabilit, nella sua lingua nazionalee notificata al CENELEC, ha la medesima validit.I membri del CENELEC sono i Comitati ElettrotecniciNazionali dei seguenti Paesi: Austria, Belgio, Danima-rca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Is-landa, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Olanda, Porto-gallo, Regno Unito, Spagna, Svezia e Svizzera.

CENELEC Copyright reserved to all CENELEC members. I diritti di riproduzione di questa Norma Europea sono riservati esclu-sivamente ai membri nazionali del CENELEC.

Comitato Europeo di Normalizzazione Elettrotecnica European Committee for Electrotechnical Standardization

Comit Europen de Normalisation ElectrotechniqueEuropisches Komitee fr Elektrotechnische Normung

C E N E L E C

Secrtariat Central: rue de Stassart 35, B - 1050 Bruxelles

E u r o p i s c h e N o r m N o r m e E u r o p e n n e E u r o p e a n S t a n d a r d N o r m a E u r o p e a

EN 60034-4:1995

Sostituisce il documento HD 53.4 S2 (1988)

Macchine elettriche rotanti

Parte 4: Metodi per determinare dalle prove le grandezze delle macchine sincrone

Rotating electrical machines

Part 4: Methods for determining synchronous machine quantities from tests

Machines lectriques tournantes

Partie 4: Mthodes pour la dtermination partir dessais des grandeurs des machines synchrones

Drehende elektrische Maschinen

Teil 4: Verfahren zur Ermittlung der Kenngren von Synchronmaschinen durch Messungen

CONTENTS INDICE

Rif. Topic Argomento Pag

.

NORMA TECNICACEI EN 60034-4: 1998-05

Pagina iv

CAMPO DI APPLICAZIONE E SCOPO

1

CAMPO DI APPLICAZIONE

1

SCOPO

1

GENERALIT

1

GENERALIT

1

TERMINOLOGIA E METODI DI DETERMINAZIONE

4

REATTANZA SINCRONA DIRETTA

X

d

4

RAPPORTO DI CORTO CIRCUITO

K

c

4

REATTANZA SINCRONA IN QUADRATURA

X

q

5

REATTANZA TRANSITORIA DIRETTA

X

d

5

REATTANZA SUBTRANSITORIA DIRETTA

X

d

5

REATTANZA SUBTRANSITORIA IN QUADRATURA

X

q

6

REATTANZA ALLA SEQUENZA NEGATIVA

X

2

7

RESISTENZA ALLA SEQUENZA NEGATIVA

R

2

7

REATTANZA ALLA SEQUENZA ZERO

X

0

7

RESISTENZA ALLA SEQUENZA ZERO

R

0

8

REATTANZA DI POTIER

X

P

8

RESISTENZA IN CORRENTE CONTINUA DELLAVVOLGIMENTO DI ARMATURA E DIECCITAZIONE

R

a

E

R

F

8

RESISTENZA ALLA SEQUENZA POSITIVA DELLAVVOLGIMENTO DI ARMATURA

R

1

8

COSTANTE DI TEMPO TRANSITORIA DIRETTA A VUOTO

t

do

9

COSTANTE DI TEMPO TRANSITORIA DIRETTAIN CORTO CIRCUITO

t

d

9

COSTANTE DI TEMPO SUBTRANSITORIA DIRETTA IN CORTO CIRCUITO

t

d

10

COSTANTE DI TEMPO DI ARMATURA INCORTO CIRCUITO

t

a

10

TEMPO DI ACCELERAZIONE

t

j

10

SECTION/SEZIONE

1

SCOPE AND OBJECT

1

SCOPE

2

OBJECT

SECTION/SEZIONE

2

GENERAL

3

GENERAL

SECTION/SEZIONE

3

TERMINOLOGY AND METHODS OF DETERMINATION

4

DIRECT-AXIS SYNCHRONOUS REACTANCE

X

d

5

SHORT-CIRCUIT RATIO

K

c

6

QUADRATURE-AXIS SYNCHRONOUS REACTANCE

X

q

7

DIRECT-AXIS TRANSIENT REACTANCE

X

d

8

DIRECT-AXIS SUBTRANSIENT REACTANCE

X

d

9

QUADRATURE-AXIS SUBTRANSIENT REACTANCE

X

q

10

NEGATIVE-SEQUENCE REACTANCE

X

2

11

NEGATIVE-SEQUENCE RESISTANCE

R

2

12

ZERO-SEQUENCE REACTANCE

X

0

13

ZERO-SEQUENCE RESISTANCE

R

0

14

POTIER REACTANCE

X

P

15 ARMATURE AND EXCITATION WINDING DIRECT-CURRENT RESISTANCE Ra AND RF

16 POSITIVE-SEQUENCE ARMATURE WINDING RESISTANCE R1

17 DIRECT-AXIS TRANSIENT OPEN-CIRCUIT TIME CONSTANT tdo

18 DIRECT-AXIS TRANSIENT SHORT-CIRCUIT TIME CONSTANT td

19 DIRECT-AXIS SUBTRANSIENT SHORT-CIRCUIT TIME CONSTANT td

20 ARMATURE SHORT-CIRCUIT TIME CONSTANT ta

21 ACCELERATION TIME tj


Pagina v

22 STORED ENERGY CONSTANT H

23 RATED EXCITATION CURRENT Ifn

24 RATED VOLTAGE REGULATION DUn

SECTION/SEZIONE

4 DESCRIPTION OF THE TESTS AND DETERMINATION OF MACHINES QUANTITIES FROM THESE TESTS

25 NO-LOAD SATURATION TEST

26 SUSTAINED THREE-PHASESHORT-CIRCUIT TEST

27 DETERMINATION OF QUANTITIES FROMTHENO-LOAD SATURATION AND SUSTAINED THREE-PHASE SHORT-CIRCUIT CHARACTERISTICS

28 OVEREXCITATION TEST AT ZERO POWER-FACTOR

29 DETERMINATION OF THE EXCITATION CURRENT CORRESPONDING TO THE RATED VOLTAGE ANDRATED ARMATURE CURRENT AT ZERO POWER-FACTOR (OVEREXCITATION)

30 DETERMINATION OF POTIER REACTANCE FROM THE NO-LOAD AND SUSTAINED THREE-PHASE SHORT-CIRCUIT CHARACTERISTICS AND THE EXCITATION CURRENT CORRESPONDING TO THE RATED VOLTAGE AND RATED ARMATURE CURRENT AT ZERO POWER-FACTOR (OVEREXCITED)

31 DETERMINATION OF THE RATED EXCITATIONCURRENT BY THE POTIER DIAGRAM

32 DETERMINATION OF THE RATED EXCITATION CURRENT BY THE ASA DIAGRAM

33 DETERMINATION OF THE RATED EXCITATION CURRENT BY THE SWEDISH DIAGRAM

34 NEGATIVE EXCITATION TEST

35 DETERMINATION OF Xq FROM THE NEGATIVE EXCITATION TEST

36 LOW SLIP TEST

37 DETERMINATION OF Xq FROM THE LOW SLIP TEST

38 ON-LOAD TEST MEASURING THE LOAD ANGLE d

COSTANTE DI INERZIA H 11

CORRENTE DI ECCITAZIONE NOMINALE Ifn 11

VARIAZIONE NOMINALE DI TENSIONE DUn 11

DESCRIZIONE DELLE PROVE E DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE IN BASE A TALI PROVE 12

PROVA DI SATURAZIONE A VUOTO 12

PROVA IN CORTO CIRCUITOTRIFASE PERMANENTE 13

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZEMEDIANTE LE CARATTERISTICHE DI SATURAZIONE A VUOTO E IN CORTO CIRCUITO TRIFASE PERMANENTE 14

PROVA IN SOVRAECCITAZIONEA FATTORE DI POTENZA ZERO 15

DETERMINAZIONE DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE CORRISPONDENTE ALLA TENSIONE NOMINALE ED ALLA CORRENTE DI ARMATURA NOMINALE CON FATTORE DIPOTENZA ZERO ( IN SOVRAECCITAZIONE) 15

DETERMINAZIONE DELLA REATTANZA DI POTIER MEDIANTE LE CARATTERISTICHE A VUOTO E INCORTO CIRCUITO TRIFASE PERMANENTE E LA CORRENTE DI ECCITAZIONE CORRISPONDENTE ALLA TENSIONE NOMINALE E ALLA CORRENTE DI ARMATURA NOMINALE CON FATTORE DI POTENZA ZERO (IN SOVRAECCITAZIONE) 16

DETERMINAZIONE DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE NOMINALE MEDIANTE IL DIAGRAMMA DI POTIER 17

DETERMINAZIONE DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE NOMINALE MEDIANTE IL DIAGRAMMA ASA 19

DETERMINAZIONE DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE NOMINALE MEDIANTE ILDIAGRAMMA SVEDESE 20

PROVA DI ECCITAZIONE NEGATIVA 22

DETERMINAZIONE DI Xq MEDIANTELA PROVA DI ECCITAZIONE NEGATIVA 22

PROVA A PICCOLO SCORRIMENTO 23

DETERMINAZIONE DI Xq MEDIANTE LA PROVA A PICCOLO SCORRIMENTO 24

PROVA A CARICOCON MISURA DELLANGOLO DI CARICO d 25

NORMA TECNICACEI EN 60034-4: 1998-05Pagina vi

39 DETERMINATION OF Xq FROM THE ON-LOAD TEST MEASURING THE LOAD ANGLE

40 SUDDEN THREE-PHASE SHORT-CIRCUIT TEST

41 DETERMINATION OF QUANTITIES FROMTHE SUDDEN THREE-PHASE SHORT-CIRCUITTEST

42 VOLTAGE RECOVERY TEST

43 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THE VOLTAGE RECOVERY TEST

44 APPLIED VOLTAGE TEST WITH THE ROTORIN DIRECT AND QUADRATURE AXIS POSITIONSWITH RESPECT TO THE ARMATURE WINDINGFIELD AXIS

45 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THEAPPLIED VOLTAGE TEST WITH THE ROTOR IN DIRECT AND QUADRATURE AXIS POSITIONSWITH RESPECT TO THE ARMATURE WINDING FIELD AXIS

46 APPLIED VOLTAGE TEST WITH THE ROTORIN ANY ARBITRARY POSITION

47 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THE APPLIED VOLTAGE TEST WITH THE ROTORIN ANY ARBITRARY POSITION

48 LINE-TO-LINE SUSTAINED SHORT-CIRCUIT TEST

49 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THE LINE-TO-LINE SUSTAINED SHORT-CIRCUIT TEST

50 NEGATIVE-PHASE SEQUENCE TEST

51 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THE NEGATIVE-PHASE SEQUENCE TEST

52 SINGLE-PHASE VOLTAGE APPLICATION TO THE THREE-PHASE TEST

53 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THE SINGLE-PHASE VOLTAGE APPLICATION TOTHE THREE-PHASE TEST

54 LINE-TO-LINE AND TO NEUTRAL SUSTAINED SHORT-CIRCUIT TEST

DETERMINAZIONE DI Xq MEDIANTE LA PROVA A CARICO CON MISURA DELLANGOLO DI CARICO 25

PROVA DI CORTO CIRCUITO ISTANTANEO TRIFASE 25

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVA DI CORTO CIRCUITO TRIFASE ISTANTANEO 30

PROVA DI RISTABILIMENTO DELLA TENSIONE 31

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVA DI RISTABILIMENTO DELLA TENSIONE 33

PROVA CON TENSIONE APPLICATA CON ILROTORE NELLE POSIZIONI DIRETTA E IN QUADRATURA RISPETTO ALLASSE DEL CAMPO DELLAVVOLGIMENTO DI ARMATURA 33

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZECARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVACON TENSIONE APPLICATA CON IL ROTORE NELLE POSIZIONI DIRETTA E IN QUADRATURA RISPETTO ALLASSE DEL CAMPODELLAVVOLGIMENTO DI ARMATURA 34

PROVA CON TENSIONE APPLICATA CON ILROTORE IN POSIZIONE ARBITRARIA 35

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVA CON TENSIONE APPLICATA CON IL ROTORE INPOSIZIONE ARBITRARIA 35

PROVA DI CORTO CIRCUITO PERMANENTETRA FASE E FASE 36

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVA DI CORTO CIRCUITO PERMANENTE TRA FASE E FASE 37

PROVA CON SEQUENZA INVERSA DELLE FASI 37

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVA CON SEQUENZA INVERSA DELLE FASI 38

PROVA CON TENSIONE MONOFASE APPLICATAALLE TRE FASI DI ARMATURA 38

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVA CONTENSIONE MONOFASE APPLICATA ALLE TRE FASI DI ARMATURA 39

PROVA DI CORTO CIRCUITO PERMANENTETRA DUE TERMINALI DI FASE ED IL NEUTRO 39


Pagina vii

55 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THE LINE-TO-LINE AND TO NEUTRAL SUSTAINED SHORT-CIRCUIT TEST

56 DIRECT-CURRENT WINDING RESISTANCE MEASUREMENTS BY THE VOLTMETER AND AMMETER METHOD AND BY THE BRIDGEMETHOD

57 DETERMINATION OF WINDING D.C. RESISTANCE FROM THE DIRECT-CURRENT WINDING RESISTANCE MEASUREMENTS BY THE VOLTMETER AND AMMETER AND BY THE BRIDGE METHODS

58 FIELD CURRENT DECAY TEST WITH THE ARMATURE WINDING OPEN-CIRCUITED

59 DETERMINATION OF tdo FROM THE FIELDCURRENT DECAY TEST WITH THE ARMATUREWINDING OPEN-CIRCUITED

60 FIELD CURRENT DECAY TEST WITH THEARMATURE WINDING SHORT-CIRCUITED

61 DETERMINATION OF td FROM THE FIELD CURRENT DECAY TEST WITH THE ARMATUREWINDING SHORT-CIRCUITED

62 SUSPENDED ROTOR OSCILLATION TEST

63 DETERMINATION OF tj AND H FROM SUSPENDED ROTOR OSCILLATION TEST

64 AUXILIARY PENDULUM SWING TEST

65 DETERMINATION OF tj AND H FROM THEAUXILIARY PENDULUM SWING TEST

66 NO-LOAD RETARDATION TEST

67 DETERMINATION OF tj AND H FROM THE NO-LOAD RETARDATION TEST

68 ON-LOAD RETARDATION TEST OF MECHANICALLY COUPLED MACHINES WITH THE SYNCHRONOUS MACHINE OPERATING AS A MOTOR

69 DETERMINATION OF tj AND H OF MECHANICALLY COUPLED MACHINES FROM THE ON-LOAD RETARDATION TEST WITH THE SYNCHRONOUS MACHINE OPERATING AS A MOTOR

70 ACCELERATION AFTER A LOAD DROP TEST WITH THE MACHINE OPERATING AS A GENERATOR

DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE MEDIANTE LA PROVADI CORTO CIRCUITO PERMANENTE TRADUE TERMINALI DI FASE ED IL NEUTRO 40

MISURE DELLA RESISTENZA IN CORRENTE CONTINUA DI UN AVVOLGIMENTO CON IL METODO VOLTAMPEROMETRICO E CONIL METODO A PONTE 41

DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA IN C.C.DI UN AVVOLGIMENTO MEDIANTE LE MISURE CON IL METODO VOLTAMPEROMETRICO E CONIL METODO A PONTE 42

PROVA DI DECREMENTO DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE CON LAVVOLGIMENTO DIARMATURA APERTO 43

DETERMINAZIONE DI tdo MEDIANTE LA PROVA DI DECREMENTO DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONECON LAVVOLGIMENTO DI ARMATURA APERTO 43

PROVA DI DECREMENTO DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE CON LAVVOLGIMENTO DI ARMATURA CORTOCIRCUITATO 44

DETERMINAZIONE DI td MEDIANTE LA PROVADI DECREMENTO DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONECON LAVVOLGIMENTO DI ARMATURA CORTOCIRCUITATO 44

PROVA DI OSCILLAZIONE DEL ROTORE SOSPESO 44

DETERMINAZIONE DI tj E H MEDIANTE LA PROVA DI OSCILLAZIONE DEL ROTORE SOSPESO 45

PROVA DI OSCILLAZIONE CON PENDOLO AUSILIARIO 46

DETERMINAZIONE DI tj E H MEDIANTE LA PROVA DI OSCILLAZIONE CON PENDOLO AUSILIARIO 46

PROVA DI RALLENTAMENTO A VUOTO 46

DETERMINAZIONE DI tj E H MEDIANTE LA PROVA DI RALLENTAMENTO A VUOTO 47

PROVA DI RALLENTAMENTO A CARICO DI MACCHINE ACCOPPIATE MECCANICAMENTE CON LA MACCHINA SINCRONA FUNZIONANTE DA MOTORE 47

DETERMINAZIONE DI tj E H DI MACCHINE ACCOPPIATE MECCANICAMENTE MEDIANTE LA PROVA DI RALLENTAMENTO A CARICO CON LA MACCHINA SINCRONA FUNZIONANTE DA MOTORE 48

PROVA DI ACCELERAZIONE DOPO DISTACCO BRUSCO DI CARICO CON LA MACCHINA FUNZIONANTE DA GENERATORE 48

NORMA TECNICACEI EN 60034-4: 1998-05Pagina viii

71 DETERMINATION OF tj AND H OF MECHANICALLY COUPLED MACHINES FROM THE ACCELERATIONAFTER A LOAD DROP TEST WITH THE MACHINE OPERATING AS A GENERATOR

72 DETERMINATION OF QUANTITIES BYCALCULATIONS USING KNOWN TEST QUANTITIES

APPENDIX/APPENDICE

A UNCONFIRMED TEST METHODS FOR DETERMINING SYNCHRONOUS MACHINE QUANTITIES FROM TESTS

ANNEX/ALLEGATO

ZA Normative References to International Publications with their corresponding European Publications

DETERMINAZIONE DI tj E H DI MACCHINE ACCOPPIATE MECCANICAMENTE MEDIANTE LA PROVA DI ACCELERAZIONE DOPO UN DISTACCO BRUSCO DI CARICO CON LA MACCHINA FUNZIONANTE DA GENERATORE 49

DETERMINAZIONE DI GRANDEZZE MEDIANTECALCOLI UTILIZZANDO ALTRE GRANDEZZE DETERMINATE DA PROVE 49

METODI DI PROVA NON CONVALIDATI PER LA DETERMINAZIONE,MEDIANTE PROVE, DELLE GRANDEZZE CARATTERISTICHE DELLE MACCHINE SINCRONE 54

Riferimenti normativi alle Pubblicazioni Internazionali con le corrispondenti Pubblicazioni Europee 56


Pagina ix

FOREWORDThe text of the International StandardIEC 34-4:1985, prepared by SC 2G, Test meth-ods and procedures, of IEC TC 2, Rotating ma-chinery, together with common modificationsprepared by the Technical Committee CENELECTC 2, was approved by CENELEC as HD 53.4 S2on 1988/06/28.

This Harmonization Document was submittedto the formal vote for conversion into a Europe-an Standard and was approved by CENELEC asEN 60034-4 on 1995/05/15.

The following date was fixed:

n Latest date by which the EN has to be im-plemented at national level by publicationof an identical national standard or by en-dorsement(dop) 1996/07/15

Annexes designated normative are part of thebody of the standard.

In this standard, annex ZA is normative.

Annex ZA has been added by CENELEC.

ENDORSEMENT NOTICEThe text of the International StandardIEC 34-4:1985 was approved by CENELEC as aEuropean Standard with agreed common modi-fications pointed out by a vertical line.

PREMESSAIl testo della Pubblicazione IEC 34-4:1985 prepa-rato dal SC 2G, Test methods and procedures, delTC 2 della IEC, Rotating machinery, corredato del-le modifiche comuni preparate dal TC 2 delCENELEC, stato approvato dal CENELEC comeHD 53.4 S2 il 28/06/1988.

Il presente Documento di Armonizzazione statosottoposto al voto formale per la conversione inNorma Europea ed stato approvato dalCENELEC come EN 60034-4 il 15/05/1995.

Si sono fissate le seguenti date:

n data ultima entro la quale la EN deve essererecepita a livello nazionale mediante pubbli-cazione di una Norma nazionale identica omediante adozione(dop) 15/07/1996

Gli Allegati indicati come normativi sono parteintegrante della Norma.

Nella presente Norma lAllegato ZA normativo.

LAllegato ZA stato aggiunto dal CENELEC.

AVVISO DI ADOZIONEIl testo della Pubblicazione IEC 34-4:1985 statoapprovato dal CENELEC come Norma Europeacon le modifiche comuni concordate ed eviden-ziate con una barra verticale a margine.

NORMA TECNICACEI EN 60034-4: 1998-05Pagina x

NORMA TECNICACEI EN 60034-4:1998-05

Pagina 1 di 58

SECTION/SEZIONE

1 SCOPE AND OBJECT

1 SCOPE

This standard applies to three-phase synchro-nous machines of 1 kVA rating and larger withrated frequency of not more than 400 Hz andnot less than 15 Hz.

The test methods are not intended to apply to spe-cial synchronous machines such as permanent mag-net field machines, inductor type machines, etc.

While the tests also apply in general to brush-less machines, certain variations do exist andspecial precautions should be taken.

2 OBJECT

The object of this standard is to establish meth-ods for determining characteristic quantities ofthree-phase synchronous machines from tests.

It is not intended that this standard should beinterpreted as requiring the carrying out of anyor all of the tests described therein on any givenmachine. The particular tests to be carried outshall be subject to a special agreement.

SECTION/SEZIONE

2 GENERAL

3 GENERAL

Tests for determining synchronous machinequantities should be conducted on a completelysound machine, all the devices for automaticregulation being switched off.

Unless otherwise stated, the tests are conductedat the rated speed of rotation.

3.1 Indicating measuring instruments and their ac-cessories, such as measuring transformers,shunts and bridges used during tests, unlessotherwise stated, should have an accuracy classnot above 1,0 (IEC Publication 51: Direct ActingIndicating Analogue Electrical Measuring Instru-ments and their Accessories). The instrumentsused for determining d.c. resistances shouldhave an accuracy class not above 0,5.It is not intended at this stage to specify an ac-curacy class for the oscillographic measuringequipment. This should, however, be chosen,having due regard to the rated frequency of themachine to be tested, so that the readings aretaken in a linear portion of the vibrator ampli-

CAMPO DI APPLICAZIONE E SCOPO

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente norma si riferisce a macchine sincro-ne trifasi di potenza nominale uguale e maggioredi 1 kVA con frequenza nominale non superiore a400 Hz e non inferiore a 15 Hz.

I metodi di prova non devono essere applicati amacchine sincrone speciali, quali quelle a magne-ti permanenti e a riluttanza, ecc.

Le prove si applicano in generale anche a macchi-ne senza spazzole (brushless), esistono per alcu-ne differenze e devono essere adottate particolariprecauzioni.

SCOPO

Lo scopo della presente norma quello di stabiliremetodi per determinare, mediante prove, le gran-dezze caratteristiche delle macchine sincrone trifasi.

La presente norma non deve essere intesa comenecessit di eseguire, su qualsiasi macchina, alcu-ne o tutte le prove che vi sono descritte. Le proveparticolari da eseguire saranno oggetto di un ac-cordo speciale.

GENERALIT

GENERALIT

Le prove per la determinazione delle grandezzecaratteristiche delle macchine sincrone dovrebbe-ro essere condotte su una macchina completa-mente efficiente e con tutti i dispositivi di re-golazione automatica disinseriti.

Se non indicato altrimenti, le prove devono essereeseguite alla velocit nominale di rotazione.

Gli strumenti indicatori di misura ed i loro acces-sori, come trasformatori di misura, shunt e pontiusati durante le prove, se non indicato altrimenti,devono avere una classe di precisione non supe-riore a 1,0 (Pubblicazione IEC 51: Strumenti di mi-sura elettrici analogici ad azione diretta e loro ac-cessori). Gli strumenti usati per la misura delleresistenze in c.c. devono avere una classe di pre-cisione non superiore a 0,5.

Non si ritenuto, in questa fase, di specificare unaclasse di precisione per le apparecchiature oscillogra-fiche. Queste devono comunque essere scelte tenen-do in debita considerazione la frequenza nominaledella macchina da sottoporre alle prove, in modo chele letture siano eseguite in una parte lineare della ca-

CEI EN 60034-4:1998-05

68

NORMA TECNICACEI EN 60034-4:1998-05Pagina 2 di 58

ratteristica dellampiezza di oscillazione dellequipag-gio mobile in funzione della frequenza.

La misura della velocit di rotazione delle macchi-ne sincrone pu essere eseguita mediante un me-todo stroboscopico oppure utilizzando tachimetri(meccanici o elettrici).

Invece di misurare la velocit di rotazione am-messo misurare la frequenza, mediante un fre-quenzimetro, quando la macchina funziona allavelocit di sincronismo con i propri mezzi o tra-scinata da unaltra macchina.

La temperatura degli avvolgimenti deve esseremisurata in tutte le prove dove le grandezze dadeterminare dipendono dalla temperatura stessa oquando la sua conoscenza diviene necessaria perla sicurezza della macchina durante le prove.

Nei casi in cui le temperature durante i transitori pos-sono superare i valori di sicurezza, si raccomanda diiniziare le prove solo dopo che la macchina abbiafunzionato a vuoto con il sistema di raffreddamentoin condizioni normali o sia stata ferma per un perio-do sufficiente ad assicurare una bassa temperaturainiziale. Le temperature devono comunque essere te-nute accuratamente sotto controllo o determinatepreliminarmente in modo che la prova possa essereinterrotta prima che i valori diventino troppo elevati.

Durante le prove, il collegamento degli avvolgi-menti della macchina dovrebbe essere quello pre-visto nel suo funzionamento normale.

La determinazione di tutte le grandezze caratteristi-che viene effettuata considerando che lavvolgimen-to di armatura sia collegato a stella (a meno che nonsiano specificati collegamenti speciali, come peresempio a triangolo aperto). Se lavvolgimento di ar-matura normalmente collegato a triangolo, i valoridelle grandezze, ottenuti conformemente alla pre-sente norma, corrispondono a quelli di un avvolgi-mento equivalente collegato a stella.

Tutte le grandezze e le caratteristiche dovrebberoessere indicate in valore relativo (per unit) conside-rando i valori nominali della tensione (Un) e dellapotenza apparente (Sn) come valori fondamentali dibase. In questo caso, la corrente base sar:

e limpedenza base:

I calcoli intermedi, se conveniente, possono es-sere eseguiti in valori assoluti con successivaconversione delle grandezze in valore relativo. Siraccomanda di esprimere il tempo in secondi.

tude against frequency characteristic.

The measurement of the speed of rotation, ofsynchronous machines may be conducted bymeans of a stroboscopic method or by using ta-chometers (mechanical or electrical).

Instead of measuring the speed of rotation, it ispermissible to measure frequency by means ofa frequency meter when the machine is runningsynchronously with any other machine or run-ning on its own.

3.2 The temperature of the windings is measured inthose tests when the quantities to be deter-mined depend on it or when knowledge of it isrequired by the safety considerations of the ma-chine during tests.

In cases where transient temperatures might ex-ceed the safe values, it is recommended that thetests be started only after the machine has beenrun at no-load with normal cooling or has beenat rest for a period to ensure low starting tem-perature, and the temperatures should be care-fully monitored or pre-determined so that thetest may be discontinued before the tempera-ture becomes excessive.

3.3 During the test, the machine winding connec-tion, as a rule, should be as for normal working.

The determination of all quantities is made con-sidering star connection of the armature wind-ing (unless special connections such as opendelta are specified). If the armature winding isactually delta connected, the values of thequantities obtained in accordance with thisstandard correspond to an equivalent star con-nected winding.

3.4 All the quantities and characteristics should bedesignated in per unit values considering ratedvalues of the voltage (Un), and the apparentpower (Sn) as basic ones. In this case basic cur-rent will be:

and basic impedance:

The intermediate calculations, if it is convenient,may be performed in physical values with subse-quent conversion to the quantity in per unit val-ue. It is recommended to express time in seconds.

InSn

3Un--------------=

ZnUn

2

Sn------

Sn

3In2

------- W= =


Pagina 3 di 58

Nei calcoli delle caratteristiche e quando si trac-ciano i diagrammi, la corrente di eccitazione cor-rispondente alla tensione nominale sulla caratte-ristica a vuoto viene assunta come valore basedella corrente di eccitazione.

Se una macchina ha pi valori nominali, si devo-no indicare quelli assunti come valori base.

Se non indicato altrimenti, nella presente norma adottato il sistema sopracitato. Le lettere minusco-le designano le grandezze espresse in valore rela-tivo e le lettere maiuscole designano quelleespresse in valore assoluto.

Nelle formule riportate nella presente norma per la de-terminazione delle reattanze delle macchine sincrone,la resistenza di armatura alla sequenza positiva, se nonindicato altrimenti, considerata trascurabile.

Quando la resistenza di armatura alla sequenzapositiva risulta superiore a 0,2 volte la reattanzamisurata, le formule devono essere considerateapprossimate.

Le definizioni della maggior parte delle grandezze edei loro metodi sperimentali di determinazione, coscome sono fornite nella presente norma, si basanosulla teoria, ampiamente accettata, dei due assi dellemacchine sincrone che comporta una rappresenta-zione approssimata di tutti i circuiti addizionali ri-spetto allavvolgimento di campo e stazionari relati-vamente ad esso, tramite due circuiti equivalenti,uno lungo lasse diretto e laltro lungo lasse in qua-dratura, trascurando la resistenza di armatura o con-siderandola soltanto in maniera approssimativa.

Come conseguenza di questa rappresentazione ap-prossimativa della macchina, nella presente normavengono considerate le seguenti grandezze per lostudio dei fenomeni transitori: tre reattanze (sincro-na, transitoria e subtransitoria) e due costanti ditempo (transitoria e subtransitoria) secondo lassediretto, due reattanze (sincrona e subtransitoria) euna costante di tempo (subtransitoria) secondo las-se in quadratura e la costante di tempo della com-ponente unidirezionale di corto circuito di armatura.

Queste costanti di tempo si basano sul presuppo-sto di un decremento esponenziale delle compo-nenti delle grandezze interessate (correnti, tensio-ni, ecc.). Se landamento dei valori misurati dellacomponente in esame non decresce secondo unesponenziale puro, come per esempio nel caso diuna macchina con rotore massiccio, la costante ditempo deve di norma essere determinata come iltempo necessario affinch tale componente scen-da a 1/e 0,368 del suo valore iniziale. Le curvedi decremento esponenziale corrispondenti aqueste costanti di tempo devono essere conside-rate come curve equivalenti da sostituire a quellerisultanti dalle misure effettive.

In the calculations of characteristics, and whendrawing diagrams, excitation current correspond-ing to the rated voltage on the no-load curve istaken as the basic value of the excitation current.

If a machine has several rated values, those tak-en for the basic values should be stated.

Unless otherwise stated, the above-mentionedsystem is accepted in this standard. Small lettersdesignate the quantities in per unit values, andcapital letters designate them in physical quanti-ties.

3.5 In the formulae given in this standard for deter-mining synchronous machine reactances, thepositive sequence armature resistance, unlessotherwise stated, is considered to be negligible.

When the positive sequence armature resist-ance constitutes more than 0,2 of the measuredreactance, the formulae must be considered asapproximate.

3.6 The definitions of the majority of quantities andtheir experimental methods of determination, asgiven in this standard, correspond to the widelyaccepted two-axis theory of synchronous ma-chines with approximate representation of allcircuits additional to the field winding, and sta-tionary circuits relative to it, by two equivalentcircuits, one along the direct axis and the otheralong the quadrature axis, neglecting armatureresistance or taking it into consideration onlyapproximately.

As a consequence of this approximate machinerepresentation, three reactances (synchronous,transient and sub-transient) and two time con-stants (transient and sub-transient) are consid-ered in this standard for transient phenomenastudies along the direct axis, two reactances(synchronous and sub-transient) and one timeconstant (sub-transient) along the quadratureaxis, and the armature short-circuit timeconstant.

These time constants are based on the assump-tion of an exponential decrease of the particularcomponents of quantities involved (currents, volt-ages, etc.). If the plot of the measured compo-nent under consideration does not decrease as apure exponential, as in the case, for example, ofa solid rotor machine, the time constant shouldnormally be interpreted as the time required forthe component to decrease to 1/e 0,368 of itsinitial value. Exponential decay curves corre-sponding to these time constants should be con-sidered as equivalent curves replacing the actualmeasured ones.


Le grandezze della macchina sincrona variano infunzione dello stato di saturazione dei circuiti ma-gnetici. Nei calcoli pratici si usano sia i valori sa-turi che non saturi.

Nella presente Norma, salvo diversa specificazio-ne, si intende come valore saturo di reattanze eresistenze il valore riferito alla tensione nominaledi armatura e come valore non saturo il valoreriferito alla corrente nominale di armatura, fattaeccezione per la reattanza sincrona che non de-finita in regime saturo.

Il valore di una grandezza, riferito alla tensione no-minale di armatura, corrisponde alla condizione ma-gnetica della macchina al momento del corto circui-to trifase istantaneo dellavvolgimento di armaturapartendo dalla condizione di funzionamento a vuo-to, con macchina a tensione e velocit nominali.

Il valore di una grandezza, riferito alla corrente no-minale di armatura, corrisponde alla condizione incui la componente fondamentale a c.a. della cor-rente di armatura, che determina questa particolaregrandezza, uguale alla corrente nominale.

TERMINOLOGIA E METODI DI DETERMINAZIONE

REATTANZA SINCRONA DIRETTA Xd

Rapporto tra il valore, in regime permanente, dellacomponente alternata fondamentale della tensionedi armatura, che prodotta dal flusso di armatura to-tale secondo lasse diretto, dovuto alla corrente di ar-matura secondo lasse diretto, e il valore della com-ponente alternata fondamentale di questa corrente,con la macchina funzionante a velocit nominale.

La reattanza sincrona diretta Xd, corrispondente acondizioni non sature, viene determinata (art. 27)in base alla caratteristica di saturazione a vuoto(vedi 25.1) ed alla caratteristica di corto circuitotrifase permanente (vedi 26.1).

RAPPORTO DI CORTO CIRCUITO Kc

Rapporto tra la corrente di eccitazione relativa allatensione nominale di armatura a vuoto e la cor-rente di eccitazione relativa alla corrente nomina-le di armatura in corto circuito trifase permanente,con la macchina funzionante a velocit nominale.

Il rapporto di corto circuito viene determinato(vedi 27.1) in base alla caratteristica di saturazio-ne a vuoto (vedi 25.1) ed alla caratteristica di cor-to circuito trifase permanente (vedi 26.1).

3.7 Synchronous machine quantities vary with satu-ration of the magnetic circuits. In practical cal-culations both saturated and unsaturated valuesare used.

In this standard, unless otherwise stated, thesaturated value of reactances and resistanceswill be taken as the rated (armature) voltagevalue of the quantity, and their unsaturatedvalue will be taken as the rated (armature) cur-rent value, except synchronous reactance whichis not defined as saturated.

The rated (armature) voltage value of a quantitycorresponds to the magnetic condition of themachine during sudden short circuit of the ar-mature winding from no-load rated voltage op-eration, the machine running at rated speed.

The rated (armature) current value of a quantitycorresponds to the condition in which the fun-damental a.c. component of armature currentwhich determines this particular quantity isequal to the rated current.

3 TERMINOLOGY AND METHODS

SECTION/SEZIONE

OF DETERMINATION

4 DIRECT-AXIS SYNCHRONOUS REACTANCE Xd

The quotient of the sustained value of that fun-damental a.c. component of armature voltagewhich is produced by the total direct-axis arma-ture flux due to direct-axis armature current,and the value of the fundamental a.c. compo-nent of this current, the machine running at rat-ed speed.

4.1 The direct-axis synchronous reactance Xd corre-sponding to the unsaturated state is determined(see Clause 27) from the no-load saturation (seeSub-clause 25.1) and sustained three-phase shortcircuit (see Sub-clause 26.1) characteristics.

5 SHORT-CIRCUIT RATIO Kc

The ratio of the field current for rated armaturevoltage on open-circuit to the field current forrated armature current on sustained symmetri-cal short circuit, both with the machine runningat rated speed.

5.1 The short-circuit ratio is determined (seeSub-clause 27.1) from the no-load saturation (seeSubclause 25.1) and sustained three-phase shortcircuit (see Sub-clause 26.1) characteristics.


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REATTANZA SINCRONA IN QUADRATURA Xq

Rapporto tra il valore, in regime permanente, del-la componente alternata fondamentale della ten-sione di armatura, che prodotta dal flusso di ar-matura totale secondo lasse in quadratura,dovuto alla corrente di armatura secondo lasse inquadratura, e il valore della componente alternatafondamentale di questa corrente, con la macchinafunzionante a velocit nominale.

La reattanza sincrona in quadratura viene determi-nata mediante i seguenti metodi:

a) prova a eccitazione negativa (art. 34 e 35);b) prova a piccolo scorrimento (art. 36 e 37);c) prova a carico con misura dellangolo di cari-

co (art. 38 e 39).

I primi due metodi sono da preferire.

REATTANZA TRANSITORIA DIRETTA

Rapporto tra il valore iniziale di una variazioneistantanea della componente alternata fondamenta-le della tensione di armatura, che prodotta dalflusso di armatura totale secondo lasse diretto, e ilvalore della simultanea variazione della componen-te alternata fondamentale della corrente di armaturasecondo lasse diretto, con la macchina funzionantea velocit nominale, essendo trascurate le compo-nenti a decremento rapido dei primi cicli.

La reattanza transitoria diretta viene determinatamediante i seguenti metodi:

a) corto circuito trifase istantaneo (art. 40 e 41);

b) misura della tensione di ristabilimento (art. 42e 43);

c) calcolo sulla base dei valori di prova di Xd(art. 4), (art. 17) e (art. 18) ed utilizzan-do la formula riportata allart. 72.

Il metodo del corto circuito trifase istantaneo dapreferire. Esso consente la determinazione dei va-lori saturo e non saturo di .

REATTANZA SUBTRANSITORIA DIRETTA

Rapporto tra il valore iniziale di una variazioneistantanea della componente alternata fondamen-tale della tensione di armatura, che prodotta dalflusso di armatura totale secondo lasse diretto, eil valore della simultanea variazione della compo-nente alternata fondamentale della corrente di ar-matura secondo lasse diretto, con la macchinafunzionante a velocit nominale.

Xd

tdo td

Xd

X d

6 QUADRATURE-AXIS SYNCHRONOUS REACTANCE Xq

The quotient of the sustained value of that fun-damental a.c. component of armature voltagewhich is produced by the total quadrature-axisarmature flux due to quadrature axis armaturecurrent, and the value of the fundamental a.c.component of this current, the machine runningat rated speed.

6.1 Quadrature-axis synchronous reactance is deter-mined by the following methods:

a) negative excitation (see Clauses 34 and 35); b) low slip (see Clauses 36 and 37); c) on load measurement of the load angle (see

Clauses 38 and 39).

The first two methods are preferred.

7 DIRECT-AXIS TRANSIENT REACTANCE

The quotient of the initial value of a suddenchange in that fundamental a.c. component ofarmature voltage which is produced by the totaldirect-axis armature flux, and the value of thesimultaneous change in fundamental a.c. com-ponent of direct-axis armature current, the ma-chine running at rated speed and the high dec-rement components during the first cyclesbeing excluded.

7.1 Direct-axis transient reactance is determined bythe following methods:

a) sudden three-phase short circuit (see Claus-es 40 and 41);

b) voltage recovery (see Clauses 42 and 43);

c) calculation from the test values of Xd (seeClause 4), (see Clause 17) and (seeClause 18) by the formula given in Clause 72.

The method of the sudden three-phase shortcircuit is preferred. It permits saturated and un-saturated values of to be determined.

8 DIRECT-AXIS SUBTRANSIENT REACTANCE

The quotient of the initial value of a suddenchange in that fundamental a.c. component ofarmature voltage which is produced by the totaldirect-axis armature flux, and the value of thesimultaneous change in fundamental a.c. com-ponent of direct-axis armature current, the ma-chine running at rated speed.

Xd

tdo td

Xd

X d


La reattanza subtransitoria diretta viene determi-nata mediante i seguenti metodi:

a) corto circuito trifase istantaneo (art. 40 e para-grafo 41.1);

b) misura della tensione di ristabilimento (art. 42e 43.1);

c) prova con tensione applicata con il rotore nelledue posizioni secondo lasse diretto e lasse inquadratura rispetto allasse del campo dellav-volgimento di armatura (art. 44 e 45);

d) prova con tensione applicata con lasse deipoli in posizione arbitraria (art. 46 e 47).

Il metodo del corto circuito trifase improvviso da preferire. Esso consente la determinazione deivalori saturo e non saturo di .

I metodi con tensione applicata (c e d) possonoessere utilizzati per rilevare il valore non saturo di

, ma non sono generalmente utilizzabili per ri-levare il valore saturo, a causa della elevata cor-rente richiesta e del conseguente possibile surris-caldamento delle parti massicce.

REATTANZA SUBTRANSITORIA IN QUADRATURA

Rapporto tra il valore iniziale di una variazioneistantanea della componente alternata fondamen-tale della tensione di armatura, che prodotta dalflusso di armatura totale secondo lasse in quadra-tura, e il valore della simultanea variazione dellacomponente alternata fondamentale della corren-te di armatura secondo lasse in quadratura, conla macchina funzionante a velocit nominale.

La reattanza subtransitoria in quadratura viene de-terminata mediante i seguenti metodi:

a) prova con tensione applicata con il rotore nelledue posizioni secondo lasse diretto e lasse inquadratura rispetto allasse del campo dellav-volgimento di armatura (art. 44 e paragrafo45.1);

b) prova con tensione applicata con lasse deipoli in posizione arbitraria (art. 46 e paragrafo47.1).

Questi due metodi sono praticamente equivalenti epossono essere utilizzati per determinare il valorenon saturo. Questi metodi non sono di solito utiliz-zabili per la determinazione del valore saturo a cau-sa dellelevata corrente richiesta e del conseguentepossibile surriscaldamento delle parti massicce.

Xd

Xd

Xq

8.1 Direct-axis subtransient reactance is determinedby the following methods:

a) sudden three-phase short circuit (see Clause40 and Sub-clause 41.1);

b) voltage recovery (see Clause 42 andSub-clause 43.1);

c) applied voltage with the rotor in the directand quadrature axis positions with respectto the armature winding field axis (seeClauses 44 and 45);

d) applied voltage with an arbitrary position ofthe pole axis (see Clauses 46 and 47).

The sudden three-phase short circuit method ispreferred. It permits saturated and unsaturatedvalues of to be determined.

The applied-voltage methods (c and d) may beused for the unsaturated value of , but areusually not practicable for the saturated valuebecause of the large current required and possi-ble overheating of solid parts.

9 QUADRATURE-AXIS SUBTRANSIENT REACTANCE

The quotient of the initial value of a suddenchange in that fundamental a.c. component ofarmature voltage which is produced by the totalquadrature-axis armature flux, and the value ofthe simultaneous change in fundamental a.c.component of quadrature-axis armature current,the machine running at rated speed.

9.1 The quadrature axis subtransient reactance isdetermined by the following methods:

a) applied voltage with the rotor in the directand quadrature axis positions with respectto the armature winding field axis (seeClause 44 and Sub-clause 45.1);

b) applied voltage with the pole axis in any ar-bitrary position (see Clause 46 and Sub-clause 47.1).

Both these methods are practically equivalentand may be used to determine the unsaturatedvalue. These methods are usually not practica-ble for the determination of the saturated valuebecause of the large current required and possi-ble overheating of solid parts.

Xd

Xd

Xq


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REATTANZA ALLA SEQUENZA NEGATIVA X2

Rapporto tra la componente fondamentale reatti-va della tensione di armatura di sequenza negati-va, dovuta alla corrente di armatura sinusoidale disequenza negativa a frequenza nominale, e il va-lore di questa corrente, con la macchina funzio-nante a velocit nominale.

Per questa reattanza pu essere ottenuto un valore diversoqualora la componente fondamentale della corrente contengaanche armoniche. Il valore corretto di X2 perci quello deter-minato con corrente sinusoidale.

RESISTENZA ALLA SEQUENZA NEGATIVA R2

Rapporto tra la componente fondamentale attivadella tensione di armatura di sequenza negativa,dovuta alla corrente di armatura sinusoidale di se-quenza negativa a frequenza nominale, e il valoredi questa corrente, con la macchina funzionante avelocit nominale.

Per questa resistenza pu essere ottenuto un valore diversoqualora la componente fondamentale della corrente contengaanche armoniche.

La reattanza e la resistenza alla sequenza negativavengono determinate mediante i seguenti metodi:

a) corto circuito permanente tra due fasi (art. 48e 49 e paragrafo 49.1);

b) prova di rotazione inversa (art. 50 e 51);

c) la reattanza alla sequenza negativa pu ancheessere determinata mediante calcolo sullabase dei valori di prova di (art. 8) e (art. 9); il calcolo viene effettuato utilizzandolequazione riportata in 72.1.

Il metodo del corto circuito permanente tra duefasi da preferire.

REATTANZA ALLA SEQUENZA ZERO X0

Rapporto tra la componente fondamentale reattivadella tensione di armatura di sequenza zero, dovu-ta alla corrente di armatura sinusoidale di sequen-za zero a frequenza nominale, e il valore dellacomponente fondamentale di questa corrente, conla macchina funzionante a velocit nominale.

Xd Xq

10 NEGATIVE-SEQUENCE REACTANCE X2

The quotient of the reactive fundamental com-ponent of negative-sequence armature voltagedue to sinusoidal negative-sequence armaturecurrent of rated frequency, and the value of thiscurrent, the machine running at rated speed.

Note A different value might be obtained for this reactance if thefundamental component of a current, which also containsharmonics, is used. The correct value of X2, however, is theone determined with sinusoidal current.

11 NEGATIVE-SEQUENCE RESISTANCE R2

The quotient of the in-phase fundamental com-ponent of negative-sequence armature voltage,due to sinusoidal negative-sequence armaturecurrent of rated frequency, and the value of thiscurrent, the machine running at rated speed.

Note A different value might be obtained for this resistance if thefundamental component of a current, which also containsharmonics, is used.

11.1 Negative-sequence reactance and resistanceare determined by the following methods:

a) line-to-line sustained short circuit (seeClauses 48 and 49 and Sub-clause 49.1);

b) negative-phase sequence (see Clauses 50and 51);

c) negative-sequence reactance may also bedetermined by calculation from the test val-ues of (see Clause 8) and (seeClause 9); the calculation is made using theequation given in Subclause 72.1.

The line-to-line sustained short-circuit methodis preferred.

12 ZERO-SEQUENCE REACTANCE X0

The quotient of the reactive fundamental com-ponent of a zero-sequence armature voltage,due to the presence of fundamental zero-se-quence armature current of rated frequency,and this component of current, the machinerunning at rated speed.

Xd Xq


RESISTENZA ALLA SEQUENZA ZERO R0

Rapporto tra la componente fondamentale attivadella tensione di armatura di sequenza zero, dovu-ta alla corrente di armatura sinusoidale di sequenzazero a frequenza nominale, e il valore della com-ponente fondamentale di questa corrente, con lamacchina funzionante a velocit nominale.

La reattanza e la resistenza alla sequenza zerovengono determinate mediante i seguenti metodi:

a) applicazione di tensione monofase alle trefasi collegate in serie (triangolo aperto) o inparallelo (art. 52 e 53);

b) corto circuito permanente tra due terminali difase e neutro (art. 54 e 55 e vedi 55.1).

Il metodo dellapplicazione di tensione monofasealle tre fasi collegate in serie da preferire.

REATTANZA DI POTIER Xp

Reattanza equivalente utilizzata in sostituzione dellareattanza di dispersione di armatura per calcolare lacorrente di eccitazione a carico mediante il metodo diPotier. Essa tiene conto anche della dispersione sup-plementare dellavvolgimento di campo a carico in re-gime di sovraeccitazione ed perci maggiore del va-lore reale della reattanza di dispersione di armatura.

La reattanza di Potier viene determinata come in-dicato allart. 30.

RESISTENZA IN CORRENTE CONTINUA DELLAVVOLGIMENTO DI ARMATURAE DI ECCITAZIONE Ra E Rf

La resistenza in corrente continua di un avvolgi-mento viene misurata mediante i seguenti metodi:

a) volt-amperometrico (art. 56 e 57);b) ponte semplice o doppio (art. 56 e paragrafo

57.1).

Il metodo con ponte semplice non ammessoper la misura di resistenze inferiori a 1 W.

RESISTENZA ALLA SEQUENZA POSITIVA DELLAVVOLGIMENTO DI ARMATURA R1

Rapporto tra la componente in fase della tensionedi armatura alla sequenza positiva, corrispondentealle perdite ohmiche nellavvolgimento di armaturaed alle perdite addizionali a carico nei conduttori,dovuta alla corrente di armatura sinusoidale allasequenza positiva, ed il valore di questa corrente,con la macchina funzionante a velocit nominale.

La resistenza dellavvolgimento di armatura allasequenza positiva viene determinata come indica-to in 72.2.

13 ZERO-SEQUENCE RESISTANCE R0

The quotient of the in-phase fundamental com-ponent of zero-sequence armature voltage, dueto the presence of fundamental zero-sequencearmature current of rated frequency, and thevalue of this current, the machine running atrated speed.

13.1 Zero-sequence reactance and resistance are de-termined by the following methods:

a) single-phase voltage application to thethree-phases connected in series (an opendelta) or parallel (see Clauses 52 and 53);

b) line-to-line and to neutral sustained short-circuit(see Clauses 54 and 55 and Subclause 55.1).

The method of single-phase voltage application tothe three phases connected in series is preferred.

14 POTIER REACTANCE Xp

An equivalent reactance used in place of the ar-mature leakage reactance to calculate the exci-tation on load by means of the Potier method. Ittakes into account the additional leakage of thefield winding on load and in the overexcited re-gion and is greater than the real value of the ar-mature leakage reactance.

14.1 The Potier reactance is determined in accord-ance with Clause 30.

15 ARMATURE AND EXCITATION WINDING DIRECT-CURRENT RESISTANCE Ra AND Rf

Direct-current winding resistance is determinedby the following methods:

a) voltmeter and ammeter (see Clauses 56 and 57);b) single and double bridge (see Clause 56

and Sub-clause 57.1).

The single bridge method is not permissible formeasuring resistances less than 1 W.

16 POSITIVE-SEQUENCE ARMATURE WINDING RESISTANCE R1

The quotient of the in-phase component of pos-itive sequence armature voltage correspondingto direct-load losses in the armature windingand stray load losses in conductors, due to thesinusoidal positive sequence armature current,and of this current, the machine running at rat-ed speed.

16.1 The positive-sequence armature winding resist-ance is determined in accordance with Sub-clause 72.2.


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COSTANTE DI TEMPO TRANSITORIA DIRETTA A VUOTO

Tempo necessario affinch la componente lenta-mente smorzata della tensione di armatura a cir-cuito aperto, dovuta al flusso secondo lasse diret-to, scenda a 1/e 0,368 del suo valore iniziale inseguito ad una brusca variazione delle condizionidi funzionamento, con la macchina funzionante avelocit nominale.

La costante di tempo transitoria diretta a vuoto sideterminata mediante uno dei seguenti metodi:

a) decremento della corrente di campo con lav-volgimento di armatura aperto (art. 58 e 59);

b) misura della tensione di ristabilimento (art. 42e paragrafo. 43.2);

c) a mezzo calcolo utilizzando la formula ripor-tata allart. 72 a partire dai valori di prova diXd (art. 4), (art. 7) e (art. 18).

Il metodo del decremento della corrente di cam-po da preferire.

COSTANTE DI TEMPO TRANSITORIA DIRETTA IN CORTO CIRCUITO

Tempo necessario affinch la componente lenta-mente smorzata della corrente di corto circuito di ar-matura secondo lasse diretto scenda a 1/e 0,368del suo valore iniziale in seguito ad una brusca va-riazione delle condizioni di funzionamento, con lamacchina funzionante a velocit nominale.

La costante di tempo della componente transitoriadiretta in corto circuito viene determinata median-te i seguenti metodi:

a) corto circuito trifase istantaneo (art. 40 e para-grafo 41.2);

b) decremento della corrente di campo con lav-volgimento di armatura in corto circuito(art. 60 e 61);

c) a mezzo calcolo utilizzando la formula ripor-tata allart. 72 a partire dai valori di prova diXd (art. 4), (art. 7) e (art. 17).

Qualora venga eseguita una prova di corto circui-to trifase istantanea per determinare , anche deve essere determinata con la stessa prova. Intutti gli altri casi da preferire il metodo del de-cremento della corrente di campo con lavvolgi-mento di armatura in corto circuito.

tdo

Xd td

td

Xd tdo

Xd td

17 DIRECT-AXIS TRANSIENT OPEN-CIRCUIT TIME CONSTANT

The time required for the slowly changing com-ponent of the open-circuit armature voltagewhich is due to the direct-axis flux, following asudden change in operating conditions, to de-crease to 1/e 0,368 of its initial value, the ma-chine running at rated speed.

17.1 The direct-axis transient open-circuit time con-stant is determined by the following methods:

a) field current decay with open-circuit arma-ture winding (see Clauses 58 and 59);

b) voltage recovery (see Clause 42 andSub-clause 43.2);


The field current decay method is preferred.

18 DIRECT-AXIS TRANSIENT SHORT-CIRCUIT TIME CONSTANT

The time required for the slowly changing com-ponent of direct-axis short-circuit armature cur-rent following a sudden change in operatingconditions, to decrease to 1/e 0,368 of its ini-tial value, the machine running at rated speed.

18.1 The direct-axis transient short circuit time con-stant is determined by the following methods:

a) sudden three-phase short circuit (see Clause40 and Sub-clause 41.2);

b) field current decay with armature windingshort-circuited (see Clauses 60 and 61);


If a sudden short-circuit test is performed fordetermining , then should be determinedfrom the same test. In all other cases preferenceis given to the field current decay method withthe armature winding short-circuited.

tdo

Xd td

td

Xd tdo

Xd td


COSTANTE DI TEMPO SUBTRANSITORIA DIRETTA IN CORTO CIRCUITO

Tempo necessario affinch la componente rapida-mente smorzata, presente durante i primi cicli,della corrente di corto circuito di armatura secon-do lasse diretto scenda a 1/e 0,368 del suo va-lore iniziale in seguito ad una brusca variazionedelle condizioni di funzionamento, con la macchi-na funzionante a velocit nominale.

La costante di tempo della componente subtransi-toria diretta in corto circuito viene determinatamediante il metodo del corto circuito trifase istan-taneo (art. 40 e paragrafo 41.3).

COSTANTE DI TEMPO DI ARMATURA IN CORTO CIRCUITO

Tempo necessario affinch la componente conti-nua aperiodica presente nella corrente di cortocircuito di armatura scenda a 1/e 0,368 del suovalore iniziale in seguito ad una brusca variazionedelle condizioni di funzionamento, con la macchi-na funzionante a velocit nominale.

La costante di tempo della componente unidi-rezionale in corto circuito viene determinata me-diante la prova di corto circuito trifase istantaneoo mediante i seguenti altri metodi:

a) decremento della componente periodica (al-ternata) della corrente di eccitazione (art. 40 eparagrafo 41.4);

b) decremento delle componenti unidirezionaliaperiodiche delle correnti di fase dellavvolgi-mento di armatura (art. 40 e paragrafo 41.5);

c) a mezzo calcolo utilizzando la formula ripor-tata al paragrafo 72.3 a partire dai valori diprova di X2 (art. 10) e Ra (art. 15).

Il metodo di misura mediante decremento dellacomponente periodica della corrente nellavvolgi-mento di eccitazione da preferire.

TEMPO DI ACCELERAZIONE

Tempo necessario per portare le parti rotanti dellamacchina sincrona dalle condizioni di riposo allavelocit nominale, con coppia di accelerazione co-stante e pari al rapporto tra la potenza attiva nomi-nale (potenza resa) e la velocit angolare nominale.

1 Per i compensatori sincroni, la potenza attiva nominaleviene sostituita dalla potenza apparente nominale.

2 Quando si deve determinare il tempo di accelerazione diun gruppo di macchine accoppiate meccanicamente, lacoppia di accelerazione viene calcolata con riferimentoalla potenza attiva nominale ed alla velocit angolarenominale della macchina sincrona di base.

td

ta

tj

19 DIRECT-AXIS SUBTRANSIENT SHORT-CIRCUIT TIME CONSTANT

The time required for the rapidly changingcomponent, present during the first few cyclesin the direct-axis short-circuit armature current,following a sudden change in operating condi-tions, to decrease to 1/e 0,368 of its initial val-ue, the machine running at rated speed.

19.1 The direct-axis subtransient short-circuit timeconstant is determined by the suddenthree-phase short-circuit method (see Clause 40and Sub-clause 41.3).

20 ARMATURE SHORT-CIRCUIT TIME CONSTANT

The time required for the aperiodic d. c. com-ponent present in the short-circuit armature cur-rent, following a sudden change in operatingconditions, to decrease to 1/e 0,368 of its ini-tial value, the machine running at rated speed.

20.1 The armature short-circuit time constant is de-termined from the sudden three-phase short-cir-cuit test by the following methods:

a) by decrease of the periodic (a.c.) compo-nent in the excitation winding current (seeClause 40 and Sub-clause 41.4);

b) by decrease of the aperiodic (d.c.) compo-nents of the current in the armature wind-ing phases (see Clause 40 and Sub-clause41.5);

c) calculation from the test values of X2 (seeClause 10) and Ra (see Clause 15) by theformula given in Sub-clause 72.3.

The method of measurement of the decrease ofperiodic component in the excitation windingcurrent is preferred.

21 ACCELERATION TIME

The time required to bring rotating parts of thesynchronous machine from rest to rated speed,the accelerating torque being constant andequal to the quotient of the rated active power(output) and of the rated angular velocity.

Notes: 1 For synchronous condensers, the rated active power(output) is replaced by the rated apparent power.

2 When the acceleration time is determined for a groupof mechanically coupled machines, the acceleratingtorque is calculated for rated active power and ratedangular velocity of the base synchronous machine.

td

ta

tj


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COSTANTE DI INERZIA H

Rapporto tra lenergia cinetica accumulata nel ro-tore quando ruota alla velocit nominale e la po-tenza apparente nominale.

Il tempo di accelerazione di una macchina o diun gruppo di macchine e la costante di inerzia sideterminano mediante i seguenti metodi:

a) oscillazione del rotore sospeso (art. 62 e 63);

b) oscillazione con pendolo ausiliario (art. 64e 65);

c) rallentamento a vuoto (art. 66 e 67);d) rallentamento a carico con macchina funzio-

nante come motore (art. 68 e 69);e) accelerazione, dopo brusco distacco del cari-

co, con macchina funzionante come genera-tore (art. 70 e 71).

Tutti i metodi sopra-citati sono praticamente equi-valenti. Lutilizzo di un metodo o di un altro di-pende dal tipo e dalla potenza apparente dellamacchina in prova.

CORRENTE DI ECCITAZIONE NOMINALE Ifn

Corrente nellavvolgimento di eccitazione quandola macchina funziona alla tensione, corrente, fat-tore di potenza e velocit nominali.

La corrente di eccitazione nominale si determinamediante i seguenti metodi:

a) misura diretta durante il funzionamento allecondizioni nominali;

b) graficamente, mediante il diagramma vettorialedi Potier (art. 31), o mediante il diagrammaASA (art. 32) o con il diagramma Svedese(art. 33).

Il metodo della misura diretta da preferire, ma imetodi grafici sono praticamente equivalenti.

VARIAZIONE NOMINALE DI TENSIONE DUn

Variazione di tensione ai morsetti del generatorepassando dal funzionamento nelle condizioni no-minali al funzionamento a vuoto (circuito di ar-matura aperto) senza variazioni di velocit e cor-rente di eccitazione.

La variazione di tensione nominale viene determi-nata mediante i seguenti metodi:

a) misura diretta;b) graficamente, a partire dalla caratteristica a

vuoto (paragrafo 25.1) e dalla corrente di ec-citazione nominale (art. 23 e paragrafo 23.1)ottenute dalle prove.

22 STORED ENERGY CONSTANT H

The quotient of the kinetic energy stored in therotor when running at rated speed and of therated apparent power.

22.1 The acceleration time of a machine or group ofmachines and the stored energy constant aredetermined by the following methods:

a) suspended rotor oscillation (see Clauses 62and 63);

b) auxiliary pendulum swing (see Clauses 64and 65);

c) no-load retardation (see Clauses 66 and 67);d) on-load retardation with the machine oper-

ating as a motor (see Clauses 68 and 69);e) acceleration after sudden unloading with

the machine operating as a generator (seeClauses 70 and 71).

All the above-mentioned methods are practical-ly equivalent. The application of one or anothermethod depends on the design and the appar-ent power of the machine under test.

23 RATED EXCITATION CURRENT Ifn

The current in the excitation winding when themachine operates at rated voltage, current,power-factor and speed.

23.1 The rated excitation current is determined bythe following methods:

a) direct measurement during operation underrated conditions;

b) graphically, by Potiers vector diagram (seeClause 31) or by the ASA diagram (seeClause 32) or by the Swedish diagram (seeClause 33).

The method of direct measurement is preferred,but the graphical methods are practically equiva-lent to it.

24 RATED VOLTAGE REGULATION DUn

The change in the terminal voltage when ratedoperation is replaced by no-load operation withthe armature open-circuited and with un-changed speed and excitation current.

The rated voltage regulation is determined bythe following methods:

a) direct measurement;b) graphically, from the no-load characteristic

(see Sub-clause 25.1) and the rated excita-tion current (see Clause 23 and Sub-clause23.1) obtained from tests.


DESCRIZIONE DELLE PROVEE DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZEIN BASE A TALI PROVE

PROVA DI SATURAZIONE A VUOTO

La prova di saturazione a vuoto viene eseguita:

a) trascinando la macchina in prova come gene-ratore tramite un motore primo;

b) facendo funzionare la macchina in provacome motore a vuoto alimentato da una sor-gente a tensione alternata trifase simmetrica;

c) durante il rallentamento della macchina in prova.

Durante la prova di saturazione a vuoto, si devo-no misurare contemporaneamente la corrente dieccitazione, la tensione ai morsetti e la frequenza(o la velocit). Per eseguire la prova a vuoto, levariazioni della corrente di eccitazione devonoessere effettuate a gradini progressivi partendodal valore pi alto verso il valore pi basso di ten-sione con i punti distribuiti in maniera uniforme;se possibile partendo dal valore di tensione corri-spondente alleccitazione di pieno carico nomina-le, comunque non inferiore a 1,3 volte la tensionenominale della macchina in prova, e scendendofino a 0,2 volte la sua tensione nominale, a menoche la tensione residua non sia pi elevata.

La tensione residua del generatore viene misurataquando la corrente di eccitazione ridotta a zero

Qualora la prova di saturazione a vuoto vengaeseguita con la macchina sincrona funzionantecome motore a vuoto, oltre alle grandezze citatein precedenza occorre misurare anche la correntenellindotto. Per ciascun gradino di tensione si de-vono eseguire le letture in corrispondenza del va-lore minimo di questa corrente che corrispondealla condizione di fattore di potenza unitario.

La prova di saturazione a vuoto pu essere effettua-ta con la dovuta precisione col metodo di rallenta-mento della macchina in prova solo a condizioneche il tasso di decelerazione non sia superiore a0,04 volte la velocit nominale al secondo.

Se la macchina in prova ha un tasso di decelerazionesuperiore a 0,02 volte la velocit nominale al secon-do, necessaria che leccitazione venga fornita dauna sorgente separata per avere condizioni pi stabilidurante la prova. La macchina prima di essere stacca-ta dalla rete viene eccitata al suo valore di tensionemassimo richiesto, ossia a quella corrispondentealleccitazione di pieno carico, e comunque a nonmeno di 1,3 volte la sua tensione nominale. Leccita-zione viene poi ridotta per gradi e ad ogni gradinovengono simultaneamente effettuate le letture dellatensione dindotto e della velocit (frequenza) a cor-rente di eccitazione costante. La prova di rallenta-mento pu essere ripetuta pi volte per consentire irilievi a tutti i gradini necessari.

4 DESCRIPTION OF THE TESTS AND DETERMINATION OF MACHINES QUANTITIES

SECTION/SEZIONE

FROM THESE TESTS

25 NO-LOAD SATURATION TEST

The no-load saturation test is conducted:

a) by driving the tested machine as a genera-tor by some prime-mover;

b) by running the tested machine as a motorwithout shaft load from a source of alternat-ing symmetrical three-phase voltage;

c) during retardation of the tested machine.

During the no-load saturation test, excitationcurrent, line voltage and frequency (or speed)should be measured simultaneously. Whenmaking the no-load test, excitation changesshould be made in gradual steps from high tolow voltage with points distributed evenly; ifpossible, from the voltage value correspondingto the excitation at rated load, but not below 1,3of the rated voltage of the machine under test,down to 0,2 of its rated voltage, unless the re-sidual voltage is higher.

When the excitation current is decreased to zero,the residual voltage of the generator is measured.

If the no-load saturation test is conducted whenthe synchronous machine is running as an un-loaded motor, then in addition to the measuredquantities mentioned above, it is necessary tomeasure armature current. At each voltage step,readings should be taken for minimum arma-ture current which corresponds to unity pow-er-factor.

The no-load saturation test during retardation ofthe tested machine may be performed with dueprecision provided its rate of deceleration is notmore than 0,04 of the rated speed per second.

If the machine under test has a rate of decelera-tion above 0,02 rated speed per second, excita-tion from a separate source is required in orderto have more stable excitation during the test.Before disconnecting from the line, the machineis excited to the highest required value, but notbelow 1,3 of the rated voltage of the machine.The excitation is lowered in steps and at eachstep, readings of armature voltage and speed(frequency) are taken simultaneously with con-stant excitation current. The retardation testmay be repeated to obtain all the steps re-quired.


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La caratteristica di saturazione a vuoto relazionetra la tensione ai morsetti dellavvolgimento di ar-matura a circuito aperto e la corrente di eccitazio-ne, a velocit (frequenza) nominale viene dedot-ta dai rilievi della prova a vuoto. Quando, a causadellelevata tensione residua, la caratteristica avuoto interseca lasse delle ordinate sopra lorigi-ne, necessario introdurre una correzione. Per de-terminarla, la parte rettilinea della caratteristica avuoto (chiamata comunemente caratteristica di tra-ferro) viene prolungata fino al punto di intersezio-ne con lasse delle ascisse. Il tratto sullasse delleascisse, determinato dallintersezione di questa ca-ratteristica fino allorigine, rappresenta il valore dicorrezione che si deve aggiungere a tutti i valorimisurati della corrente di eccitazione (Fig. 1).

Se la prova viene eseguita a frequenza diversa daquella nominale, tutti i valori di tensione misuratidevono essere riportati alla frequenza nominale.

PROVA IN CORTO CIRCUITOTRIFASE PERMANENTE

La prova in corto circuito trifase permanente vie-ne effettuata:

a) trascinando la macchina in prova come gene-ratore tramite un motore primo;

b) durante il rallentamento della macchina inprova.

Il corto circuito deve essere realizzato il pi vici-no possibile ai morsetti della macchina e la cor-rente di eccitazione deve essere applicata dopo lachiusura del corto circuito.

Durante la prova di corto circuito trifase perma-nente, la corrente di eccitazione e la corrente di li-nea dellindotto devono essere misurate contempo-raneamente. Una delle letture viene effettuata adun valore di corrente vicino alla corrente nominaledindotto. La velocit di rotazione (o la frequenza)pu essere diversa dal valore nominale, ma nondeve essere inferiore a 0,2 volte il valore nominale.

La prova di corto circuito trifase permanente puessere eseguita con la dovuta precisione col meto-do di rallentamento della macchina in prova, acondizione che la sua velocit di decelerazionenon sia superiore a 0,10 volte la velocit nominaleper secondo. Se la macchina in prova ha una velo-cit di decelerazione superiore a 0,04 volte la velo-cit nominale per secondo, necessario che lecci-tazione venga fornita da una sorgente separata peravere condizioni pi stabili durante la prova.

La caratteristica di corto circuito trifase permanen-te, relazione tra la corrente dellavvolgimentodindotto in corto circuito e la corrente di eccita-zione, viene tracciata coi dati dei rilievi della pro-va di corto circuito trifase permanente.

25.1 The no-load saturation characteristic the rela-tionship between the armature open-circuitwinding voltage at the terminals and the excita-tion current at rated speed (frequency) isdrawn from the data of the no-load test. If, dueto high residual voltage, the no-load character-istic cuts the axis above the origin, a correctionshould be introduced. To determine this, thestraight portion of the no-load curve, which isusually called the air-gap line, is projected tothe point of intersection with the abscissa axis.The length on the abscissa axis cut by this pro-jected curve represents the correction valuewhich should be added to all the measured val-ues of the excitation current (Figure 1).

If the frequency while conducting the test differsfrom the rated value, all the measured voltagevalues should be referred to the rated frequency.

26 SUSTAINED THREE-PHASESHORT-CIRCUIT TEST

The sustained three-phase short-circuit test isconducted by:

a) driving the tested machine as a generatorby some prime-mover;

b) during retardation of the tested machine.

The short circuit should be made as close to themachine terminals as possible, the excitationcurrent being applied after closing the short-cir-cuit.

During the sustained three-phase short-circuittest, excitation current and armature line currentshould be measured simultaneously. One of thereadings is taken at a current close to the ratedarmature current. The speed of rotation (or fre-quency) may differ from the rated value butshould not fall below 0,2 of rated value.

The sustained three-phase short-circuit test dur-ing retardation of the tested machine may beperformed with due precision, provided its rateof deceleration is not more than 0,10 ratedspeed per second. If the machine under test hasa rate of deceleration above 0,04 rated speedper second, excitation from a separate source isrequired in order to have more stable excitationduring the test.

26.1 The three-phase sustained short-circuit charac-teristic, the relationship between the armatureshort-circuited winding current and the excita-tion current, is drawn from the data of thethree-phase sustained short-circuit test.


DETERMINAZIONE DELLE GRANDEZZE MEDIANTE LE CARATTERISTICHE DI SATURAZIONE A VUOTO E IN CORTO CIRCUITO TRIFASE PERMANENTE

La reattanza sincrona diretta (art. 4 e paragrafo 4.1)viene determinata mediante le caratteristiche di sa-turazione a vuoto e di corto circuito trifase perma-nente come quoziente tra la tensione a vuoto, rile-vata sulla caratteristica di traferro per unadeterminata eccitazione, ed il valore della correntedi corto circuito permanente rilevato sulla caratteri-stica di corto circuito in corrispondenza della stessacorrente di eccitazione (Fig. 1):

Il valore di Xd determinato in questo modo corri-sponde a uno stato insaturo della macchina.

Il rapporto di corto circuito (art. 5 e paragrafo 5.1)viene determinato mediante le caratteristiche disaturazione a vuoto e di corto circuito trifase per-manente come quoziente tra la corrente di eccita-zione corrispondente alla tensione nominale sullacaratteristica di saturazione a vuoto e la correntedi eccitazione corrispondente alla corrente nomi-nale sulla caratteristica di corto circuito (Fig. 1):

27 DETERMINATION OF QUANTITIES FROM THE NO-LOAD SATURATION AND SUSTAINED THREE-PHASE SHORT-CIRCUIT CHARACTERISTICS

Direct-axis synchronous reactance (see Clause 4and Sub-clause 4.1) is determined from theno-load saturation and three-phase sustainedshort-circuit characteristics as a quotient of theno-load voltage taken from the air-gap line atsome excitation and the sustained short-circuitcurrent value taken from the short-circuit charac-teristic at the same excitation current (Figure 1):

The value of Xd determined in such a way corre-sponds to an unsaturated state of the machine.

Fig. 1

27.1 Short-circuit ratio (see Clause 5 andSub-clause 5.1) is determined from the no-loadsaturation and three-phase sustained short-cir-cuit characteristics as a quotient of the excita-tion current corresponding to the rated voltageon the no-load saturation curve and the excita-tion current corresponding to the rated currenton the short-circuit curve (Figure 1):

XdUn

3IBC---------------W xd

ACBC-------

OHOC---------

ifkifg-----= = ==

KcODOH---------

ifoifk------= =


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PROVA IN SOVRAECCITAZIONEA FATTORE DI POTENZA ZERO

La prova in sovraeccitazione a fattore di potenzazero viene eseguita con la macchina funzionantecome generatore o come motore. Quando la mac-china funziona come generatore la potenza attivaerogata deve essere pari a zero. Quando la mac-china funziona come motore, la potenza allalberodeve essere nulla.

Durante la prova devono essere preferibilmenterilevati i valori della corrente di eccitazione corri-spondenti ai valori di tensione e di corrente din-dotto che non differiscano di oltre il 0,15 in perunit dai rispettivi valori nominali, ad un fattore dipotenza pari a zero in sovraeccitazione.

DETERMINAZIONE DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE CORRISPONDENTE ALLA TENSIONE NOMINALE ED ALLA CORRENTE DI ARMATURA NOMINALE CON FATTORE DI POTENZA ZERO ( IN SOVRAECCITAZIONE)

Qualora durante la prova di sovraeccitazione afattore di potenza zero la tensione rilevata nondifferisca dal valore nominale di oltre il 0,15 inper unit, la corrente di eccitazione corrisponden-te alla tensione e corrente nominali di armaturaviene determinata col metodo grafico, utilizzandoi dati di prova e le caratteristiche di saturazione avuoto (paragrafo 25.1) e di corto circuito trifasepermanente (paragrafo 26.1).

Sul diagramma della caratteristica di saturazione a vuo-to della macchina in prova viene individuato un puntorelativo ad un rilievo sperimentale. Questo punto cor-risponde ai valori della corrente i, della tensione u edella corrente di eccitazione if misurati durante la pro-va a fattore di potenza zero (punto C, Fig. 2).

28 OVEREXCITATION TEST AT ZERO POWER-FACTOR

The overexcitation test at zero power-factor isconducted with the machine operating as agenerator or as a motor. The active power whenthe machine operates as a generator should beequal to zero. When the machine operates as amotor, the load on the shaft should be zero.

During the test, the excitation current is deter-mined corresponding to values of voltage andarmature current preferably differing by notmore than 0,15 per unit from the rated values,at zero power-factor with overexcitation.

29 DETERMINATION OF THE EXCITATION CURRENT CORRESPONDING TO THE RATED VOLTAGE AND RATED ARMATURE CURRENT AT ZERO POWER-FACTOR (OVEREXCITATION)

If, during the overexcitation test at zero pow-er-factor, the voltage differs from the rated val-ue by not more than 0,15 per unit, a graphicalmethod is used for the determination of the ex-citation current corresponding to the rated volt-age and current, using the data of the test andthe no-load saturation (see Sub-clause 25.1) andsustained three-phase short circuit (seeSub-clause 26.1) characteristics.

An experimental point is plotted on a diagramwith the no-load saturation curve of the test ma-chine. This point corresponds to zero pow-er-factor and the measured values of the currenti, voltage u and excitation current if (point C,Figure 2).

Fig. 2


Il vettore OD, equivalente alla corrente di eccita-zione corrispondente alla corrente di armatura isulla caratteristica di corto circuito trifase, viene ri-portato sullasse delle ascisse. Dal punto C vienetracciato un segmento CF pari a OD verso la carat-teristica di saturazione a vuoto e parallelo allassedelle ascisse. Quindi viene tracciata una retta FH,parallela alla parte lineare della caratteristica di sa-turazione a vuoto, che interseca questultima nelpunto H. La retta HC viene prolungata fino a indi-viduare un punto N, tale che:

dove

i la corrente corrispondente al punto C.La caratteristica di saturazione a vuoto viene poitraslata a destra e verso il basso, parallelamente ase stessa, di una distanza HN.

Su questa curva si individua il punto A la cui ordi-nata corrisponde alla tensione nominale. Lascissadi questo punto (OB) rappresenta la corrente dieccitazione corrispondente alla tensione nominalee alla corrente di armatura nominale a fattore dipotenza zero (in sovraeccitazione).

DETERMINAZIONE DELLA REATTANZA DI POTIER MEDIANTE LE CARATTERISTICHE A VUOTO E IN CORTO CIRCUITO TRIFASE PERMANENTE E LA CORRENTE DI ECCITAZIONE CORRISPONDENTE ALLA TENSIONE NOMINALE E ALLA CORRENTE DI ARMATURA NOMINALE CON FATTORE DI POTENZA ZERO (IN SOVRAECCITAZIONE)

La reattanza di Potier (art. 14) viene determinatagraficamente. Le caratteristiche a vuoto e in cortocircuito trifase permanente vengono riportate suun diagramma (Fig. 3) sul quale viene individuatoil punto A la cui ordinata corrisponde alla tensio-ne nominale e la cui ascissa corrisponde alla cor-rente di eccitazione misurata alla corrente di ar-matura nominale ed al fattore di potenza zero insovraeccitazione.

Vector OD equal to the excitation current, cor-responding to the armature current i on thethree-phase short-circuit curve, is laid off alongthe abscissa axis. From the point C, a length CFequal to OD is laid off towards the no-load sat-uration characteristic and parallel to the abscis-sa axis. A line FH is then drawn parallel to theextended straight line portion of the no-loadsaturation characteristic intersecting the latter atH. Line HC is extended to a point N such that:

where

i is the current corresponding to point C.The no-load saturation curve is then transferredto the right and downwards parallel to itself andby a distance HN.

Point A is found on this curve which corre-sponds to the rated voltage. The abscissa of thispoint (OB) represents the excitation current cor-responding to the rated voltage and armaturecurrent at zero power-factor (overexcitation).

30 DETERMINATION OF POTIER REACTANCE FROM THE NO-LOAD AND SUSTAINED THREE-PHASE SHORT-CIRCUIT CHARACTERISTICS AND THE EXCITATION CURRENT CORRESPONDING TO THE RATED VOLTAGE AND RATED ARMATURE CURRENT AT ZERO POWER-FACTOR (OVEREXCITED)

The Potier reactance (Clause 14) is determinedgraphically. The no-load and three-phase sus-tained short-circuit characteristics are plotted ona diagram (Figure 3) as well as a point the ordi-nate of which is the rated voltage and the ab-scissa the excitation current, measured at rat-ed armature current and zero power-factor atoverexcitation (point A).

HNHC---------

li-=


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Dal punto A verso sinistra, parallelamente allassedelle ascisse, viene tracciato un segmento AF parialla corrente di eccitazione (ifk) corrispondentealla corrente nominale di armatura in corto circui-to. Una retta parallela alla parte lineare inizialedella caratteristica a vuoto viene tracciata dal pun-to F verso lalto fino ad intersecare la parte supe-riore della caratteristica a vuoto (punto H). La lun-ghezza HG della perpendicolare tracciata dalpunto H al punto G (intersezione con il segmentoAF) rappresenta la caduta di tensione sulla reat-tanza xp alla corrente nominale di armatura. Invalori per unit xp = HG.

DETERMINAZIONE DELLA CORRENTE DI ECCITAZIONE NOMINALE MEDIANTE IL DIAGRAMMA DI POTIER

Per determinare la corrente di eccitazione nomi-nale (art. 23) mediante il diagramma di Potier siutilizzano la caratteristica di saturazione a vuoto(paragrafo 25.1), la caratteristica di corto circuitopermanente (paragrafo 26.1) e la reattanza di Po-tier xp (art. 14 e 30).

Il vettore della corrente nominale di armatura (in)della macchina in prova viene tracciato lungo las-se delle ascisse. Rispetto ad esso viene tracciato ilvettore della tensione nominale (un) con langolojn (considerato positivo per un generatore in so-vraeccitazione) che corrisponde al fattore di po-tenza nominale (Fig. 4).

Il vettore corrispondente alla caduta di tensione(inxp) nella reattanza di Potier alla corrente nomina-le di armatura, viene riportato allestremit del vetto-re della tensione, perpendicolarmente al vettore del-la corrente di armatura. La caduta di tensione nellaresistenza dellavvolgimento di armatura viene gene-ralmente trascurata. Se necessario, pu essere presain considerazione tracciando il vettore della caduta

Fig. 3

To the left from the point A, parallel to the ab-scissa, a length AF equal to the excitation cur-rent (ifk) for the rated armature sustainedshort-circuit current is laid off. A line parallel tothe initial lower portion of the no-load charac-teristic is drawn through the point F up to theintersection with the upper part of the no-loadcharacteristic (point H). The length of perpen-dicular from point H to point G (intersectionwith AF line) represents the voltage drop on re-actance xp at the rated armature current. In perunit values xp = HG.

31 DETERMINATION OF THE RATED EXCITATION CURRENT BY THE POTIER DIAGRAM

To determine the rated excitation current (seeClause 23) by Potiers diagram, use is made ofthe no-load saturation characteristic (seeSub-clause 25.1), sustained short-circuit charac-teristic (see Sub-clause 26.1) and Potier reac-tance xp (see Clauses 14 and 30).

The vector of the rated armature current (in) ofthe tested machine is laid off along the abscissa.At the power-factor angle jn (which is consid-ered to be positive for an overexcited genera-tor) to it draw the rated voltage vector (un).(Figure 4).

The vector of the voltage drop (inxp) in the Po-tier reactance at the rated armature current isdrawn from the end of the voltage vector as aperpendicular to the armature current vector.The voltage drop in the armature winding re-sistance is usually neglected. If necessary, itmay be taken into account by drawing the vec-tor of positive phase sequence voltage drop in


di tensione di sequenza positiva nella resistenzadellavvolgimento di armatura alla sequenza positiva(art. 16), partendo dallestremit del vettore dellatensione e parallelamente al vettore della corrente.

Questo vettore viene tracciato sul diagramma(Fig. 4) nella direzione del vettore della correntedi armatura per i generatori e nella direzione op-posta per i motori.

La somma vettoriale della tensione nominale edella caduta di tensione nella reattanza xp rappre-senta il vettore della f.e.m. ep. La corrente di ecci-tazione ifp, corrispondente a questa f.e.m., vienedeterminata sulla

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CEI 2-5 EN 60034-4 1998 Ed. 3.0 Fasc.4497 - (en + it).pdf