电机学 第6章 同步电机 - 2

5.同步补偿机同步补偿机:实质是一台不带任何机械负载、专门用以改善功率因数的同步电动机。工作原理(按电动机惯例叙述)正常励磁时，电枢电流很小，接近0过励磁时，电流超前电压，即补偿机从电网吸收超前的无功欠励磁时，电流滞后电压，即补偿机从电网吸收滞后的无功过励补偿的工作原理电力系统中大部分复杂为感性的，从电网吸收一定的滞后无功，使电网功率因数很低。传输一定功率时，电流偏大，线路损耗增加。电网受电端接补偿机，过励时，则可从电网吸收超前的无功，改善电网功率因数。过励补偿的工作原理电动机惯例设备吸收滞后无功，补偿机吸收超前无功，部分抵消后使线路上无功减少。发电机惯例补偿机发出滞后无功，给设备使用，减少线路传送过来的滞后无功。6.11同步发电机的不对称短路对称运行:三相电压、电流对称，是正常运行状态不对称运行：当系统内接有较大的单相负载，或由于雷击、短路等事故，可使线路电压、电流不对称，属故障运行状态。1.对称分量法任何一组不对称的电压（电流），总可以分解为正序、负序和零序三组对称电压（电流）之和，后者称为原有电压（电流）的对称分量。分解（例如UA，UB，UC为不对称）1.对称分量法正序分量负序分量零序分量算子1.对称分量法—计算1.对称分量法对称分量法若电机为对称、磁路为线性，当电机端电压为不对称电压时，把它们分解为正序、负序和零序三组电压，然后应用叠加原理，分别求出这三组电压单独作用时电机内的各序电流和转矩，再把它们叠加起来，得到总的电流和转矩。意义及实质把一个不对称的问题，分解为三个独立的对称问题，利用现有知识求解，最后把结果叠加。2.同步发电机的各序阻抗和等效电路正序等效电路2.同步发电机的各序阻抗和等效电路正序等效电路负序等效电路2.同步发电机的各序阻抗和等效电路正序等效电路负序等效电路2.同步发电机的各序阻抗和等效电路正序等效电路负序等效电路零序等效电路3.同步发电机的单相短路约束条件3.同步发电机的单相短路单相短路时各序等效电路及电路连接4.同步发电机的线间短路约束条件4.同步发电机的线间短路等效电路连接6.12同步发电机的三相突然短路同步发电机突然短路时，电枢（定子）电流和相应的电枢磁场发生突然变化，此变化将在励磁绕组中感生电动势和电流，而励磁绕组中的感应电流反过来又会影响定子绕组的短路电流。因此，突然短路过程要比稳态短路复杂。为简化分析，假设：在整个瞬态过程中，转子始终保持为同步转速；不计磁路饱和，因而可以用叠加原理；突然短路前，发电机为空载运行。1.三相突然短路的瞬态电磁过程取转子d轴与定子A相绕组轴线

垂直为t=0时刻（A相磁链为0时）三相突然短路后，A/B/C相电流如下图：三相对称短路时A、B、C三相电流波形图B相C相A相1.三相突然短路的瞬态电磁过程短路电流中的交流分量由于定子绕组的电抗远大于电阻，所以短路时的电枢反应基本为纯直轴的去磁电枢反应。突然短路时，突然出现的直轴去磁电枢反应，将在励磁绕组内产生感应电流△if=。根据换路定律，在短路的初始瞬间，励磁绕组的磁链不能跃变。突然短路时，定子电流中的交流分量可表示为：1.三相突然短路的瞬态电磁过程瞬态电枢磁场和直轴瞬态电抗短路初始瞬间，励磁绕组的磁链保持不变，同样，A相、B相、C相绕组的磁链也保持不变。瞬态时，直轴瞬态电抗为：直轴瞬态电抗比直轴同步电抗小很多，所以三相突然短路电流要比稳态短路电流大很多。1.三相突然短路的瞬态电磁过程所以突然短路时，定子电流中的交流分量又可表示为：短路电流中的直流分量2.无阻尼绕组时突然短路电流的表达式突然短路时，电枢的短路电流中有交流分量和直流分量两部分，即：突然短路时，定、转子电流的对应关系：励磁电流的稳态分量If0将产生稳态短路电流；励磁电流的直流瞬态分量△if=，与定子的瞬态交流分量相对应，两者均以瞬态时间常数Td＇衰减；励磁电流中的交流分量，则与定子电流中的直流自由分量相对应，两者均以电枢时间常数Ta衰减。3.阻尼绕组对三相突然短路过程的影响直轴超瞬态电抗：

从定子端点看进去，短路初瞬间电机所表现的电抗装有阻尼绕组时，突然短路电流交流分量的初始幅值将比无阻尼绕组时大。短路电流交流分量的初始幅值为：3.阻尼绕组对三相突然短路过程的影响阻尼绕组对突然短路电流和励磁电流的影响：

转子装上阻尼绕组后，A相电流的表达式为：由于阻尼绕组的“屏蔽作用”，励磁