电力系统第二章三相短路暂态过程

1、1第五章第五章 电力系统三相短路电力系统三相短路 的暂态过程的暂态过程5-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念5-2 5-2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路5-3 5-3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5-4 5-4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算5-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路5-6 5-6 强行励磁对短路暂态过程的影响强行励磁对短路暂态过程的影响25-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念一、短路原因、类型及后果一、短路原因、类型及后果1 1、电力系统

2、的故障、电力系统的故障正常运行状态受到破坏正常运行状态受到破坏 故障类型故障类型 2 2、短路原因、短路原因 (1) (1) 元件损坏、绝缘老化；元件损坏、绝缘老化； (2) (2) 气象条件恶化；气象条件恶化； (3) (3) 违规操作；违规操作； (4) (4) 其他。其他。注意：注意：短路是严重故障，可能对电力系统及设备造成严重破坏！与之比较短路是严重故障，可能对电力系统及设备造成严重破坏！与之比较 断相故障相对轻微；短路分析是故障分析的重点！断相故障相对轻微；短路分析是故障分析的重点！3短路类型短路类型 符号符号示意图示意图特点特点三相短路三相短路 f f (3) (3) 对称对称故障

3、故障 两相短路两相短路 f f (2)(2)非对称非对称故障故障 两相两相接地短路接地短路f f (1,1)(1,1)非对称非对称故障故障 单相单相接地短路接地短路f f (1)(1)非对称非对称故障故障 5-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念一、短路原因、类型及后果一、短路原因、类型及后果3 3、短路的类型、短路的类型45-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念一、短路原因、类型及后果一、短路原因、类型及后果3 3、短路的类型、短路的类型注意的几个基本概念注意的几个基本概念 (1) 对称、不对称短路；对称、不对称短路； (2) 金属性、非金属性；金属性、非金属性； (3) 短路发生的

4、几率短路发生的几率 几率几率 大大小小 依次为：依次为： 单相接地短路、两相短路、两相接地短路；三相短路单相接地短路、两相短路、两相接地短路；三相短路 (4) 危害程度：一般，与危害程度：一般，与(3)相反！相反！55-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念一、短路原因、类型及后果一、短路原因、类型及后果4 4、短路的危害、短路的危害短路后的基本现象短路后的基本现象电流急剧大幅增大；电压急剧大幅下降！电流急剧大幅增大；电压急剧大幅下降！(1)(1) 短路电流短路电流 使设备电动力稳定破坏；使设备电动力稳定破坏；(2)(2) 短路电流短路电流 使设备热效应稳定破坏，严重者因其火灾；使设备热效应

5、稳定破坏，严重者因其火灾；(3)(3) 影响用户正常生产、设置损坏用户设备；影响用户正常生产、设置损坏用户设备；(4)(4) 引起电力系统稳定性破坏，甚至造成系统瓦解、大面积停电；引起电力系统稳定性破坏，甚至造成系统瓦解、大面积停电；(5)(5) 负序电流引起同步发电机等设备损坏；负序电流引起同步发电机等设备损坏；(6)(6) 零序电流干扰电力线路周围的通讯线路零序电流干扰电力线路周围的通讯线路65-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念二、短路计算的目的二、短路计算的目的 短路计算是电力系统故障分析的主要内容之一！短路计算是电力系统故障分析的主要内容之一！(1) 选择电气设备时的热稳定、动

6、稳定、断路器开断能力等的校验；选择电气设备时的热稳定、动稳定、断路器开断能力等的校验；(2) 继电保护、安全自动装置的整定；继电保护、安全自动装置的整定；(3) 发电厂等重要负荷母线短路残压校验，确定限制短路电流的措施；发电厂等重要负荷母线短路残压校验，确定限制短路电流的措施；(4) 短路计算是暂态稳定计算中的基本内容之一；短路计算是暂态稳定计算中的基本内容之一；(5) 校验对通讯线路的干扰程度。校验对通讯线路的干扰程度。 短路计算的基本前提短路计算的基本前提短路计算条件：短路计算条件：(1) 短路前的系统条件（正常运行状态）短路前的系统条件（正常运行状态）包括包括 拓扑结构、投入设备、变拓扑

7、结构、投入设备、变压器中性点运行方式、负荷水平、潮流计算结果等；压器中性点运行方式、负荷水平、潮流计算结果等；(2) 短路位置、类型、继电保护与重合闸方式及其有关时限等短路计算控制短路位置、类型、继电保护与重合闸方式及其有关时限等短路计算控制信息。信息。7三、故障分析中的基本假设三、故障分析中的基本假设 1 1、 假定同步发电机的转速维持不变：由于电磁暂态过程假定同步发电机的转速维持不变：由于电磁暂态过程的时间很短，系统中旋转电机的机械运动变化非常微小的时间很短，系统中旋转电机的机械运动变化非常微小（有惯性）；（有惯性）；2 2、各发电机内电势间的相位角、各发电机内电势间的相位角 相对功率角变

8、；相对功率角变；3 3、异步电动机的转差率保持不变。、异步电动机的转差率保持不变。 不考虑机电的相互作用！不考虑机电的相互作用！5-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念85-1 5-1 短路的一般概念短路的一般概念四、短路故障的基本分析方法四、短路故障的基本分析方法短路后的瞬间、暂态过程起始阶段：短路后的瞬间、暂态过程起始阶段：95-2 5-2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析无限大功率电源供电系统的三相短路分析一、无限大功率电源的概念一、无限大功率电源的概念1 1、理想无限大功率电源、理想无限大功率电源 电源功率为无限大。外电路发生任何扰动电源功率为无限大。外电路发生任何扰动即使是短

9、路等大扰动，电源的电压即使是短路等大扰动，电源的电压和频率（对应于同步机的转速）保持恒定。和频率（对应于同步机的转速）保持恒定。 3 3个特点：个特点：P=P=f f 恒定；恒定； Q=V Q=V 恒定，内阻抗恒定，内阻抗=0 =0 ； 任何外部电路扰动，电源内部都不会有暂态过程！任何外部电路扰动，电源内部都不会有暂态过程！ 理想的无限大功率电源实质上就是理想的无限大功率电源实质上就是“恒定电势源恒定电势源”用用 S S 表示表示2 2、实际应用、实际应用利用利用 S S 的概念简化分析计算的概念简化分析计算 (1) (1) 由多个有限功率电源并联组成的等值系统，扰动引起的由多个有限功率电源并

10、联组成的等值系统，扰动引起的 P P、Q Q 变化，远小于变化，远小于等值系统功率，可以当作无限大功率电源；等值系统功率，可以当作无限大功率电源； (2) (2) 短路时，等值系统的等值电源阻抗短路时，等值系统的等值电源阻抗(“(“系统阻抗系统阻抗”) ) 外回路阻抗的外回路阻抗的10%10%，外，外部电路短路时，等值系统母线电压近似恒定部电路短路时，等值系统母线电压近似恒定可以视为可以视为S S 。105-2 5-2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析无限大功率电源供电系统的三相短路分析二、二、 暂态过程分析暂态过程分析ameE sin(t)0bme =E sin(t+-120 )0cme

11、 =E sin(t+ 120 )110()()LLarctgRR 0222()()mmmEIIRRLL上图所示的三相短路，短路发生前，电路处于稳态，其上图所示的三相短路，短路发生前，电路处于稳态，其a a 相的电流表达式为相的电流表达式为sin()miIt式中式中12tapceiRLsin()ppmiIt22()mpmEIRLRLarctg13由于电感电流不能突变，因此有：由于电感电流不能突变，因此有：(0 )i(0 )i.0sin()sin()apmpmc iII C C 值的确定值的确定(0 )sin()miI(0 )sin()pmiIc 代入通解得到：代入通解得到： 0t0t14从而，短

12、路全电流：从而，短路全电流：不衰减！不衰减！衰减时间常数：衰减时间常数：Ta = L/ R交流分量交流分量衰减的直流分量衰减的直流分量由于三相电路对称，只要用由于三相电路对称，只要用(+120) +120) 和和(-120 )-120 )代替式中代替式中的的 就可分别得到就可分别得到b b相和相和c c相的电流表达式相的电流表达式15影响影响iap0的因素的因素iap0 取最大值的条件：取最大值的条件： 由由 t=0时，时，a相的交流分量的相量图相的交流分量的相量图、 =90 =90 、Im0 =0=0、 =0=016三相短路电流特点总结：三相短路电流特点总结：(1) (1) 由于电源为由于电

13、源为“无限大无限大”，短路后暂态过程与电源内部无关，仅决定于外部短路，短路后暂态过程与电源内部无关，仅决定于外部短路回路特性。回路特性。(2) (2) 短路后暂态过程中，每相短路电流有短路后暂态过程中，每相短路电流有2 2种成份：种成份： 强制分量：基频、交流，三相对称，幅值由电源电压决定，恒定不衰减，强制分量：基频、交流，三相对称，幅值由电源电压决定，恒定不衰减， 其值因短路时阻抗减小而比短路前正常稳态电流大得多！其值因短路时阻抗减小而比短路前正常稳态电流大得多！ 自由分量：直流，三相不相等；由短路瞬间电感电流不能突变而产生！自由分量：直流，三相不相等；由短路瞬间电感电流不能突变而产生！ 以

14、短路回路时间常数衰减，稳态短路后衰减为以短路回路时间常数衰减，稳态短路后衰减为 0 0 ！ 暂态过程中，三相电流并不对称！暂态过程中，三相电流并不对称！(3) (3) 短路至稳态后，稳态短路电流即为全电流中的强制分量，三相对称！短路至稳态后，稳态短路电流即为全电流中的强制分量，三相对称！(4) (4) 由于自由直流分量的存在，暂态过程中的短路全电流波形不对称于时间轴由于自由直流分量的存在，暂态过程中的短路全电流波形不对称于时间轴 在某一瞬间将出现最大瞬时值！在某一瞬间将出现最大瞬时值！5-2 5-2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析无限大功率电源供电系统的三相短路分析二、二、 暂态过程分析

15、暂态过程分析17无穷大电源供电系统短路全电流波形图无穷大电源供电系统短路全电流波形图18( (一一) ) 短路冲击电流：短路冲击电流：iim短路全电流的最大可能瞬时值短路全电流的最大可能瞬时值 对应最严重短路条件！对应最严重短路条件！5-2 5-2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析无限大功率电源供电系统的三相短路分析三、短路冲击电流和短路全电流最大有效值三、短路冲击电流和短路全电流最大有效值20.01 (1)TTaimtpmiiIe0.01/1aTimke imimpmik I19RTakim5-2 5-2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析无限大功率电源供电系统的三相短路分析三、短路冲

16、击电流和短路全电流最大有效值三、短路冲击电流和短路全电流最大有效值( (一一) ) 短路冲击电流短路冲击电流影响影响kim 的因素：的因素：20( (二二) ) 短路全电流最大有效值短路全电流最大有效值(1) 短路全电流有效值：短路全电流有效值：I It t22222211TTttttptaptTTttIi dtiidtTT/.0 2at TaptaptappmtptpIiieIII2/222.0at TtptaptpapIIIIie21（2 2）短路全电流最大有效值短路全电流最大有效值 I Iimim最严重短路条件下、第最严重短路条件下、第1 1个周期的个周期的I It t 且在短路后半个周

17、期时出现且在短路后半个周期时出现.maxexp( 0.01/)(1)appmaimpmIITkI2222(1) 212(1)TimtpimppimtIIIkIIk(1.511.62)(1.511.62)2pmimpIII22短路功率短路功率=短路电流有效值短路电流有效值短路处正常工作电压短路处正常工作电压 (一般用平均额定电压一般用平均额定电压)5-2 5-2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析无限大功率电源供电系统的三相短路分析四、四、 短路功率短路功率tavtS =3V I33avttttBBBV IISIIV ISt 也称短路容量也称短路容量用于校验开关的切断能力用于校验开关的切断能力

18、 开关不仅要开断短路电流，而且在开断短路电流后，开关不仅要开断短路电流，而且在开断短路电流后，其触头要承受正常工作电压。其触头要承受正常工作电压。235-3 5-3 无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析一、突然短路暂态过程的特点一、突然短路暂态过程的特点a、b、c、f、D、Q 6个绕组有磁耦合，定子绕组同转子绕组间有相对运动突然短路的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对电机本身和有关电气设备都可能产生严重影响。突然短路时：突然短路时：定子电流急剧变化，电枢反应磁通随着变化，并在转定子电流急剧变化，电枢反应磁通随着变化，并在转子绕组中感应电流子绕组中感

19、应电流反过来影响定子电流的变化。定子、转子绕组电流相反过来影响定子电流的变化。定子、转子绕组电流相互影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点；也正由互影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点；也正由于此，其暂态过程比无限大电源供电系统三相短路后的暂态过程复杂得于此，其暂态过程比无限大电源供电系统三相短路后的暂态过程复杂得多！。多！。稳态运行时：稳态运行时：电枢磁势的大小不随时间而变，在空间以同步电枢磁势的大小不随时间而变，在空间以同步转速旋转，同转子相对静止，转子绕组中无感应电流。转速旋转，同转子相对静止，转子绕组中无感应电流。24二、分析的基本原理与方法二、分析的

20、基本原理与方法 理论基础理论基础：回路磁链守恒原则。回路磁链守恒原则。 对于超导体闭合回路，任何扰动后都将具有对于超导体闭合回路，任何扰动后都将具有“维持所环磁维持所环磁链永久不变链永久不变”的特性；的特性； 对于实际有电阻的线圈回路，在任何扰动瞬间都将维持其对于实际有电阻的线圈回路，在任何扰动瞬间都将维持其所环磁链不突变所环磁链不突变楞次定则！楞次定则！分析方法：分析方法： (1) (1) 电机存在多个互感耦合的绕组电机存在多个互感耦合的绕组电阻相对较小电阻相对较小首先作超导回路对待；首先作超导回路对待； (2) (2) 基于磁链守恒原则，确定在突然短路暂态过程中将有哪些电流分量基于磁链守恒

21、原则，确定在突然短路暂态过程中将有哪些电流分量? ? 具有何种变化规律具有何种变化规律( (自由电流、强制电流自由电流、强制电流) ?) ? (3) (3) 计及电阻，确定各电流分量的衰减规律。计及电阻，确定各电流分量的衰减规律。 假设：假设：同步电机是理想同步机同步电机是理想同步机转速不变，参数用标幺值表示。转速不变，参数用标幺值表示。5-3 5-3 无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析25分析方法与思路：分析方法与思路：先不计绕组电阻，磁链守恒先不计绕组电阻，磁链守恒各绕组电流分量及初值；各绕组电流分量及初值；后计电阻，确定各电流分量的衰减！后计

22、电阻，确定各电流分量的衰减！三、无阻尼绕组的三、无阻尼绕组的GG的的f f(3)(3) 物理分析物理分析000000cos()cos(120 )cos(120 )abcttt000000000coscos(120 )cos(120 )abc26三、无阻尼绕组的三、无阻尼绕组的GG的的f f(3)(3) 物理分析物理分析000000000cos()cos(120 )cos(120 )aabbccttt定子各绕组磁链定子各绕组磁链 基频周期基频周期！27短路电流构成小结：短路电流构成小结：dTaT5-3 5-3 无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析285

23、-4 5-4 无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算一、暂态等值电路一、暂态等值电路暂态电势、暂态电抗暂态电势、暂态电抗()()da dadfdd dad ffadfdffadffxixiix ix ixiixixx i adadqffffffaddaafadfadxxE= = xxxxx= x+= x+ x xx+ xdqd dEx iqq qx i29qqdddqqixvixEvqqd ddq qVEjx IVjx I qq qddVEjx Ijx IQqqddQqqddE= E + j(x - x )IE= E +(x - x )IdV = E - jx

24、 IqqdqE = E - j(x -x )IQqV = E- jx I5-4 5-4 无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算一、暂态等值电路一、暂态等值电路等值隐极机等值隐极机305-4 5-4 无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算一、暂态等值电路一、暂态等值电路相量图相量图应用：例应用：例5-15-1315-4 5-4 无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算二、不计衰减时的短路电流二、不计衰减时的短路电流1 1、定子基频交流和、定子基频交流和 f-ff-f 直流电流直流电流 设：设：空载

25、短路空载短路i、if0、ifa共同作用，共同作用，保持各相定子绕组磁链为保持各相定子绕组磁链为0、f-f 初值初值f0000()0()adffad dfffaad dfxiix ixiix i00adffqdddqoadddfadfaddxxEixxExxxiixxx qq0dddEEi=xx定子稳态定子稳态短路电流：短路电流：定子基频定子基频d-d直流直流定子基频定子基频自由电流：自由电流：q0qq0q0dddddddEEEEi = i -i=-=-xxxx注意：注意： q0=0 定子基频电流定子基频电流q轴分量轴分量=0325-4 5-4 二、不计衰减时的短路电流二、不计衰减时的短路电流2

26、 2、定子、定子iap、i2、转子转子if令：令：f=0、 a= a0(b(b、c c类似类似) ) 000000000coscos(120 )cos(120 )abc00sinddqqcos ttadfd dd0ffad dq qq0 x i-x i= = costx i-x i= 0 x i= sintq0d0ddddq0adddfdfaddqq00qqqqEi= -= -cost = -costxxxExx -xi=i= -costxxxEi=sint =sintxxxad0ad f0f0q0fx = x i= Ex335-4 5-4 二、不计衰减时的短路电流二、不计衰减时的短路电流3

27、3、短路全电流、短路全电流()dddddddq0dq0dq0dq0dqqq0qi = i +i= i+(i -i)+i= Ex + Ex -Ex- Excosti = i= Exsintddq0ddq0ff0faff0addadd(x - x )E(x - x )Ei = i+ i+ i= i+-costxxxx q0q0q0a00dddq0q000dqdqEEEi= -cos(t + ) - (-)cos(t + )xxxEE1111+(+)cos +(-)cos(2t + )2xx2xx345-4 三、自由电流的衰减三、自由电流的衰减 daaq0q0q0-t Ta00dddq0q0-t T

28、-t T00dqdqEEEi = -cos(t +a )-ecos(t +a )xxxEE1111+ecosa +-ecos(2t +a )2xx2xxdaddq0ddq0-t T-t Tff0addadd(x -x )E(x -x )Ei = i+e-ecostxxxxd qadq2x xT =r(x + x )11 fa adaadddd0fdfadfd0ffx+ xx(x+ x)x1T = Trx x+ xxT=rr35基本原则：基本原则：负荷状态下负荷状态下突然短路，仍然必须满足绕组突然短路，仍然必须满足绕组磁链守恒原则磁链守恒原则：(1) (1) 定子绕组基频交流定子绕组基频交流(i

29、)、转子绕组直流、转子绕组直流(if0、ifa)共同作用共同作用 保持各相定子绕组磁链为保持各相定子绕组磁链为0、f-f 初值初值f0(2) (2) 定子绕组直流定子绕组直流(iap)和倍频分量和倍频分量(i2)、转子绕组基频交流分量、转子绕组基频交流分量(if) 共同作用共同作用保持各相定子绕组磁链为初值保持各相定子绕组磁链为初值、f-f 绕组绕组f0分析方法：分析方法：与空载短路相同与空载短路相同关键要点：关键要点： (1) (1) 定子各相基频交流定子各相基频交流 d-d d-d 直流直流 转子直流转子直流 (2) (2) 定子各相直流、倍频交流定子各相直流、倍频交流d-dd-d、q-q

30、q-q 基频交流基频交流转子基频交流转子基频交流 (3) (3) Eq0、Eq0 由短路前稳态确定由短路前稳态确定 必须计及负荷电流影响！必须计及负荷电流影响！ (4) (4) f0 由短路前稳态确定由短路前稳态确定5-4 四、负荷状态下的突然短路四、负荷状态下的突然短路365-4 四、负荷状态下的突然短路四、负荷状态下的突然短路q0ddq0q0dddddEi=xEEi= i- i=-xx(1) (1) 定子各绕组基频交流定子各绕组基频交流(i)、转子绕组直流、转子绕组直流(if0、ifa)0000cosad dfffddfafaddx ix ixxVixx x0000000000cosqqq

31、dddfffad dqddEvEVixxx ix iEix 375-4 5-4 四、四、 (2) (2) 定子各绕组定子各绕组 直流、倍频交流直流、倍频交流、转子绕组、转子绕组 基频交流基频交流由稳态相量图，由稳态相量图，0=V0 abc0 ：00000000000000000cos()cos()cos(120 )cos(120 )abbVVVdd00qq00 = = V cos(t + ) = = V sin(t + )000cos()cos()cos()ttt 0dddd0adddfdfaddq0qqqVi= -xxVxx- xi=i-xxxVi=xx式式(5(532)32)(5(5343

32、4)385-4 5-4 四、四、 (3) (3) 各绕组总电流：各绕组总电流： (1)+(2)Park(1)+(2)Park逆变换逆变换daat-q0q0q0Ta00dddtt-00TT0000dqdqEEEi = -cos(t + )-ecos(t + )xxxVV1111 +ecos( - )+-ecos(2t + + )2xx2xxdatt-dd00dd0TTff00addadd(x -x )V cos(x -x )Vi = i+e-ecos(t+ )x xx x注意：本节分析均对应于机端短路。当短路不在机端，应作如下修正：注意：本节分析均对应于机端短路。当短路不在机端，应作如下修正：

33、(1) (1) V0应为短路点的短路前稳态运行电压；应为短路点的短路前稳态运行电压； (2) (2) 电抗电抗 xd、xd、xq中，都要加上发电机的外回路电抗！中，都要加上发电机的外回路电抗！ (4) (4) 各时间常数也要考虑外回路电抗！各时间常数也要考虑外回路电抗！395-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路一、突然短路的物理过程一、突然短路的物理过程与无阻尼绕组比较与无阻尼绕组比较相同点：各绕组电流成分相同（相似）：相同点：各绕组电流成分相同（相似）：不同点：不同点：d d轴方向轴方向 d-dd-d、f-ff-f、D-D D-D 共同维持各绕组磁链

34、不突变共同维持各绕组磁链不突变 q q轴方向有轴方向有q-qq-q、Q-QQ-Q共同维持各绕组磁链不突变共同维持各绕组磁链不突变各绕组电流成分及其对应关系与变化规律如下：各绕组电流成分及其对应关系与变化规律如下：Ta Td 、 Td Tq405-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路二、次暂态电势、次暂态电抗二、次暂态电势、次暂态电抗1 1、d d 轴磁链平衡等值电路、等值参数轴磁链平衡等值电路、等值参数q q 轴次暂态电势：轴次暂态电势：fDfDfDqeqadfDadfD+xxE= x+111xx+xxxdaaeq adadfD1x = x+= x+x1

35、11+xxxd d 轴次暂态电抗：轴次暂态电抗：415-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路二、次暂态电势、次暂态电抗二、次暂态电势、次暂态电抗2 2、q q 轴磁链平衡等值电路、等值参数轴磁链平衡等值电路、等值参数d d 轴次暂态电势：轴次暂态电势：QQQdQ aqQadQxE = x11x+ +xxqaaQ aqaqQ1x = x+= x+ x11+xxq q 轴次暂态电抗：轴次暂态电抗：425-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路二、次暂态电势、次暂态电抗二、次暂态电势、次暂态电抗3 3、稳态相量图和、稳态相

36、量图和等值隐极机等值隐极机 qqddddqqixEixEvvqqddddqqV = E - jx IV = E - jx IdV = E - jx IdqdqE = E+ jE= E+ E d dq qddqqV = E - jx I - jx I= E - jx I- j(x -x )Idqxx43qqd ddq qvEx Ivx IqqdddqqixvixEv qqddddqqixEvixEv( )qqdqqqdqxxExxix( )( )qqdddqdddEExxiExxi5-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路二、次暂态电势、次暂态电抗二、次暂态

37、电势、次暂态电抗4 4、等值电势之间的关系、等值电势之间的关系44基本分析方法：基本分析方法：与无阻尼绕组相同与无阻尼绕组相同磁链守恒原则磁链守恒原则 (1) 定子绕组基频交流定子绕组基频交流(i)、转子绕组直流、转子绕组直流(if0、ifa) 共同作用，保持各相定子绕组磁链为共同作用，保持各相定子绕组磁链为0、f-f 初值初值 不变为不变为f0 (2) 定子绕组直流定子绕组直流(iap)和倍频分量和倍频分量(i2)、转子绕组基频交流分、转子绕组基频交流分 量量(if) 共同作用共同作用保持各相定子绕组磁链为初值、保持各相定子绕组磁链为初值、 f-f 绕组绕组f05-5 5-5 有阻尼绕组同步

38、电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路三、短路电流分析三、短路电流分析45(1) (1) 定子基频、转子直流分量定子基频、转子直流分量5-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路三、短路电流分析三、短路电流分析负载短路负载短路0 , qdEx0 , dqEx0/dqiEx0/qdqiEx 000000 cosqd dqd dEx ix iV0000sinqqqqddqqxxxxEVxx00000dqqdqqdixixE465-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路三、短路电流分析三、短路电流分析负载短路负载短

39、路(1) (1) 定子基频、转子直流分量定子基频、转子直流分量定子基频稳态分量：定子基频稳态分量：定子基频自由分量：定子基频自由分量：0dqdiEx0/qdqiEx q0q0dddddddEEi= i- i=-= i+ ixx00qqdddEEixx00qqdddEEixxdTdTqT475-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组同步电机的突然三相短路三、短路电流分析三、短路电流分析负载短路负载短路(1) (1) 定子基频、转子直流分量定子基频、转子直流分量f-ff-f 直流自由分量：直流自由分量：D-D 直流自由分量直流自由分量：Q-Q 直流自由分量直流自由分量：002cosadDfafafadfDadVxxiiixx xx 002cosadfDadfDadxxVixx xx0000sinsinaqqqQaQ qaqqx VxxVix xxx 00()cosddfaaddxxVixx00200cos()()cos adDfafDaddddad dxxVix xxxxxVxx-dTdTdTqT485-5 5-5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路有阻尼绕组