2021同步发电机三相短路分析

目录TOC\o"1-3"\h\u1734 3288591.1. 3259981.1.1. 3147651.1.2. 414031. 6270732. 7177423. 7151694. 767941.1.3. 8267441.稳态值 8280962. 9146873. 1025691.2. 10275621.2.1. 11167301. 11123502. 15134811.2.2.如何获得同步发电机稳态运行方程、相量图和等值电路？ 1844381.2.3. 21260981. 21283912. 24111611.3. 26273921.3.1. 2960861.忽略所有绕组的电阻以分析△Id、△Iq 30118262.△idq 31152713.计及电阻后△idq 32277244.定子三相短路电流 35117111.3.2. 3951051.△idq 40132252.△idq 40101873.计及电阻后△idq 40130474.定子三相电流 44303155. 45271631.4. 4719989 48147121. 4829708（1） 4817929（2） 488984（3） 49190152. 5013146（1）电抗（反映定子电流的电抗 5020272同步电抗（稳态 5023983暂态电抗（无阻尼绕组电机 505793次暂态电抗（有阻尼绕组电机 5024363（2） 502400（3） 5195913. 5120100（1） 5113077（2） 517972（3） 528926（4） 52图7-1图7-2图7-3定子短路后a图7-4的，可以看成是大小不变的直流分量和2条构成的回路和铁芯中涡流回路等效地视作两个绕组，如图75所示。一个与励磁绕组同轴向（d轴），称为直轴阻尼绕组，＝，短路后为保持磁链守恒会感生直流电流图7-5表7-1定子三相短路后，ifα近似不变而iDα衰减到零的过程的衰减时间常数为其主要由阻ifα衰减到零的过程的衰减时间常数为其主要由励磁绕组的电阻rv所确定，是I′衰减稳态值其中xd图7-6所经的磁路为绕励磁绕组外侧，其对应的电压降 则电压方程为——图7-7——因为ipa0＝-iαa0图7-8定子绕组的自感系数Laa、Lbb、图7-9对于理想电机，仅考虑基波性，略去4图7-10图7-11如何获得同步发电机稳态运行方程、相量图和等值电路？1.Eq＝xadif——空载电势，是与励磁绕组中直流分量成正比的电势。d、q是空间互相垂直的两轴，将表示为d轴相量，表示为q轴相量，如图7-12dq图7-13为稳态运行相量图与电势同相，表示有功电流分量滞后表示无图7-13根据电压电流确定q、d轴的位置，设置虚构电势确定dq轴位置后，得从而得其相量图如图7-14所示图7-14相量图7-15图7-16图7-17忽略电阻r上式为含有运算符p直轴暂态电抗是短路初瞬间同步发电机定子电流对应的电抗d.直轴暂态电抗的物理意图7-18直轴暂态电抗的物理意直轴暂态电抗是励磁绕组短接时，从定子dd绕组看进去的等值电抗，其相应的磁将ψD（p）代入UD（p）用类似无阻尼绕组情况的方法，可解得q轴方向2电抗的表达式。图7-19为直轴次暂态电抗的物理意义。图7-19直轴次暂态电抗x″图7-20图7-21（a）短路＝正、负两电压源串联；（b）正常运行；（c）故障分量（式中Ud︳0︳和Uq︳0︳可由短路前的端电压Ua︳0︳、Ub︳0︳、Uc︳0︳经Park忽略所有绕组的电阻以分析△Id、△Iq△idq稳态时，△iabc中只有稳态交流电流，则△idq计及电阻后△idq△idα式中，是励磁绕组本身的时间常数，也可表示为即励磁绕组在定子开 图7-22图7-23△idα△idq考虑定子绕组电阻r，忽略励磁绕组电阻，rf＝0，△Id（p）、△Iq（p）式中对应于△idq中直流分量，在上一步已考虑；分母中的共轭复根为计及各分量衰减的△idq引入上述时间常数后，△idq定子三相短路电流首先应用叠加原理求得当暂态磁路均匀，没有2倍频分量定子绕组电流不突变，ia0＝ia︳0︳【例7-1】已知无阻尼电机参数如下r＝0.005，Tf＝空载下远端三相短路电流（距字子端口x＝0.9，r＝0.85处图7-24电抗、时间常数同（1），图7-22相量图法确定δ设发电机为凸极机，则图7-26潮流法确定δ②计算Uq︳0︳，Id︳0在电压方程uq＝-riq+.ψq+ψd和磁链方程ψd＝-xdid+xadif①令.ψ＝0，不计iabc中的直流分量和2③定义暂态磁通走励磁绕组的漏磁路所以，是虚构的电势表达式暂态过程中，直流分量if＝if︳0︳+ifα突变，空载电势Eq是突变的电势，Eq︳0︳≠Eq0式中：是正比于励磁绕组磁链的不突变的电势当r＝0且只考虑iabc中的交流（周期）△idq△idq可理解为，△idα将从衰减计及电阻后△idq△idα△Id（p）讨论式（7-103）中分母Xd（p）＝0的根，即△Id（p）图7-28△id①为励磁绕组本身的时间常数（数秒②为阻尼绕组本身的时间常数（0.1 绕组开路情况下励磁绕组的时间常数，图7-29为决定的等值电路图图7-29决定的等值电 的等值电路图图7-30决定的等值电⑤是定子绕组短路情况下励磁绕组和D阻尼绕组间的漏磁系数Xd（p）＝0即Xd（p）的分子项等于0 图7-31决定的等值电①数值较大，衰减耗能电阻为rf，认为流经励磁绕组，主要影响ifα的衰②数值较小，衰减耗能电阻为rD，认为流经阻尼绕组，主要影响iDα的衰△iq图7-32q轴方向2△idq△idω、△iqω对应于iabc中的iα、i2ω，其所对应的磁路电抗为则计及各分量衰减后的△idq定子三相电流先用叠加原理计算由d图7-33等值电短路后瞬间基频交流d由q图7-34等值电短路后瞬间基频交流q图7-35当机端电压小于0.85，立刻改变可控硅的控制角，使强励励磁电流x为1.8至2.0倍的节后，短路电流不再是单调衰减到稳态短路电流q︳0︳xd，而是有所增大。图736为自动励磁调节后的短路电流示意图。图7-36同步发电机参数可由d、qd轴等值电路（三绕组变压器 q轴等值电路（双绕组变压器电抗（反映定子电流的电抗同