同步发电机突然三相短路分析.ppt

1、1、第7章同步发电机的突然三相短路分析，上一章研究了在电源电压的振幅和频率保持恒定时，三相电路三相短路。 实际上，发生短路的情况下，作为电源的发电机内部也会发生过渡过程，其端子电压和频率不能保持一定。 一般来说，由于发电机的转子的惯性大，在分析短路电流时，转子可以近似为同步转速，即频率保持恒定，但通常测量发电机的电磁过渡过程。 2、第一节同步发电机突然三相短路的物理过程和短路电流的近似分析，本节基于实测的短路电流波形，应用同步发电机的双重反应原理和超导电路的锁存原理，近似分析短路后的物理过程和短路电流的公式。 3、一、无负载的情况下三相短路的电流波形，实测波形：同步发电机在转子励磁而定子电路断

2、开的无负载运行的情况下，定子三相绕组端突然三相短路后的电流波形，4，波形的变化规律和波形分解：定子：三相短路中有直流，短路电流中的直流成分，三相的大小不同，但衰减规则交流分量的振幅值逐渐衰减，用指数衰减规律分析。 交流成分中包含以两个时间常数衰减的成分，一般将时间常数小的称为TD，大的称为TD。 交流成分最终衰减为稳态短路电流。 转子：5，2，定子短路电流和转子电路电流成分的分祈，分析了电机内部物理过程中产生各种成分的机理，主要应用超导体闭合电路磁链保存，应用任意闭合电路磁链的突变原理与同步电机电枢反应原理。 1 )电枢在结构上相对于自身的直铀和交叉铀完全对称，定子三相线圈完全对称，空间上互相

3、相差120度。 电角2 )电流使气隙产生正弦分布的磁动势，转子线圈和定子线圈间的互感磁通也正弦规则地分布在气隙中：3)定子和转子的槽和通风槽不影响定子和转子线圈的电感，即， 可以认为电机的固定和转子具有光滑的表面：4)电视芯部分的磁导率忽略常数，即磁路饱和的影响，可以应用重叠原理。 6、假设：1)在过渡过程中，同步发电机保持同步转速，只考虑电磁过渡过程，不考虑机械过渡过程2 )即使发生短路，励磁电压也不变化，即不考虑短路后发电机端子电压下降引起的强制励磁(第4节除外)。 3 )短路发生在发电机的引线端口。 因为短路发生在线端外时，外电路的阻抗可视为定子组的电阻和泄漏阻抗的一部分，所以短路后的物

4、理过程与线端的短路完全相同。 为了简明，在无负载的情况下，考虑了突然短路，(1)定子短路电流成分，8、9，10，11，(2)励磁电路电流成分，12，(3)阻尼电路电流成分，13，14，15， 3、短路电流基频交流分量的初始和稳态有效值，工程实际上关心的是发电机定子短路电流，如果能求出其中的基频交流电流的话，省略倍频分量的话，直流分量的开始值在无负载短路的情况下，与基频交流分量的短路瞬时值相同，方向相反，所以短路全电流也差不多(1)稳态值基频交流分量的稳态值即稳态短路电流。如果忽略定子电阻，稳态短路电流的电枢反应仅为直铀成分，其式为：16、(2)初始值基频交流成分的初始值分析复杂，为了简洁先忽略

5、衰减电路的作用，1、忽略衰减电路时的基频交流成分的初始值I(或Id )、17、18、19、2 短路电流的近似式，21五，负载下短路后的短路电流基频交流分量的初始值，以下是工程最需要实用地计算的基频交流电流的初始值，22、23、(一)忽略了阻尼电路的情况下的基频交流分量初始值I、25、26、27、28、29、第二节仅介绍同步发电机的基本方程式、参数及等效电路本节中，研究同步发电机的基本方程式、稳态运行时的分析、发电机定子电路突然受到干扰的情况下的发电机的参数等30、一、同步发电机的基本方程式和坐标变换，根据电路的一般原理将同步发电机的基本方程式31，一发电机电路的电压方程式和交链方程式，32，3

6、3，34，以下，它们的电感系数，1 .定子各相线圈的自感系数，35，36，2 .在各相线圈间确定的互感系数，37，3，转子各线圈的自感无论是凸极机还是凸极机，绕线圈的磁路总是不变。 即，把转子各绕组的自感设为常数。 将其设为：4 .转子各绕组间的互感，38，5 .绕组和转子绕组间的互感，39，40，41，42，43，44，45，1 .交链磁通方程式的坐标变换，46，47，49，50，51，52，53，2 2、同步发电机稳态运行方程，相量图和等效电路，58，59，60，61，62，63，3，基本方程的拉式运算形式和运算电抗，64，65，66，67，68，69，70，71， 在72第三节中，使用同

7、步发电机的基本方程式(拉斯运算形式)突然计算三相短路电流、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、二、计及阻尼线圈时的短路电流、90 在分析过程中，进行了与绕组电阻近似的处理。 目前，对这两种分析结果进行了总结，(1)同步发电机在三相突然短路后，短路电流除了基频交流分量外，还包括直流分量(严格来说是频率低的分量)和基频交流分量(严格来说是基频的约两倍)。 因为实际的电机一定有阻尼线圈，所以2倍基的交流成分很少。 可以无视。 因此，这与第一节的近似分析一致。 (2)短路电流基极的交流分量的初始振幅大(例题中是额定电流的34倍)，衰减后

8、成为稳态值。 基频交流分量的初始值由下一个过渡电动势和下一个过渡电抗或过渡电动势和过渡电抗决定。 二次过渡电动势或过渡电动势是架空电动势(不能测量)，但由于与转子绕组的交链磁通成比例，因此在突然短路前后(实际上，定子侧的其他突然的干扰，例如负载的急变等)不变化，因此能够使用正常的远程时的值来计算短路后瞬时的基频交流电流短路电流的稳态值总是由无负载电动势的稳态值和Xd决定，101、(3)直流分量(包括2倍的基底区域交流分量)的衰减规律主要依赖于定子电阻和定子的等效电抗(xd、xq、Xd和xq之间的平均值)，基频交流分量的衰减规律和转子线圈在没有阻尼的绕组电动机中，励磁绕组只有直流自由成分。 其衰减主要依赖于rf和定子线圈短路时的励磁线圈的等效电抗。 关于带阻尼的绕组电动机。d铀的方向有f和d绕组，其中直流自由分量的衰减规律由这两个耦合绕组的等效电路决定，包含一个衰减快的分量和一个衰减慢的分量。 q轴方向上只有q绕组，其中直流自由成分只有一个时间常数，其值依赖于rq和定子绕组短路时的q绕组的等效电抗。 在确定id中的直流自由分量两个衰减分量的大小时，采取了这样的假设。 也就是说，衰减快的成分快速衰减为0时，带衰减线圈的电动机相当于无衰减线圈电动机，根据第102、(4)