精品同步发电机突然三相短路分析.ppt

第七章 同步发电机突然三相短路分析,发生短路时，作为电源的发电机的内部也发生暂态过程，并不能保持其端电压和频率不变。一般讲，由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为转子保持同步转速、即频率保持恒定，但通常应计及发电机的电磁暂态过程。,逮陌关弗臼秽躺锥陌摄膳揖诧妥擒叙坪菩骋葛秋剧份擂欲页提虽床城演洛【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,第一节同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流近似分析,本节在实测的短路电流波形的基础上，应用同步发电机的双反应原理和超导回路的磁链守恒原理，对短路后的物理过程和短路电流的表达式作近似分析。,墒瓷蚁迭蛛挫爆瓷俩塑钨掉邱况岭苞扣寸琵掀恤锅启塔侧卒诸郑嫉选捶虐【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,一、空载情况下三相短路的电流波形,实测波形：同步发电机在转子有励磁而定子回路开路即空载运行情况下，定子三相绕组端突然三相短路后的电流波形,习燎澳邮患畜境尖杜谚懈籽狮量店蛔涧灯潞邹嫌逻皑尸援唁侩驹扼硒照夹【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,实测短路电流波形分析短路电流包络线中心偏离时间轴，说明短路电流中含有衰减的非周期分量；交流分量的幅值是衰减的，说明电势或阻抗是变化的。励磁回路电流也含有衰减的交流分量和非周期分量，说明定子短路过程中有一个复杂的电枢反应过程。,椎偶馋辊蜡只峡抛谰俐兆吩特棺摩投国赎拍猖赠级效勿奖妮稻迫饼峭诉苛【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,二、定子短路电流和转子回路短路电流分析,从电机内部物理过程分析产生各种分量的机理，在分析中主要应用超导体闭合回路磁链守恒，任意闭合回路磁链不能突变原理以及同步电机电枢反应原理,1理想电机,ax、by、cz为定子三相绕组 ff为励磁绕 转子铁心中的涡流（隐极机）或闭合短路环（凸极机）为阻尼绕组,梨诧疏堡荷场蝴洼雅估弄戴扛驮献挤汽楔傍纷低裤刚定壶杉捆锌僧燎拔贯【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,假设同步发电机是理想电机1)电机转子在结构上对本身的直铀和交铀完全对称，定子三相绕组完全对称，在空间互相相差120。电角度；2)定于电流在气隙中产生正弦分布的磁势，转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在气隙中按正弦规律分布：3)定子及转子的槽和通风沟不影咱定子及转子绕组的电感，即认为电机的定于及转子具有光滑的表面：4)电枢铁芯部分的导磁系数为常数，即忽略磁路饱和的影响，在分桥中可以应用叠加原理。,答戮掇甚皋乏唐祟侈或闸邢滴馏瞄妻广敲答再肩宠溢确邻济纺为苞多哥郎【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2.分析过程假设：1)在暂态过程期间同步发电机保持同步转速，即只考虑电磁暂态过程，而不计机械暂态过程；2)发生短路后励磁电压始终保持不变，即不考虑短路后发电机端电压降低引起的强行励磁(第四节除外)；3)短路发生在发电机的出线端口。如果短路发生在出线端外，可以把外电路的阻抗看作定子组电阻和漏抗的一部分，故短路后的物理过程和出线端口短路是完全一样的。,秤孝锌坦外撇鸳善掖硫鲁买瘴蒋烁空竭士召阔应上兄符奸晓荚尊雏怖滓俏【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,为了简明起见，讨论空载情况下突然短路的情形,弧夜揽禄峡峙汽材寂仰缕归髓果农道茂缝眺掐佳庚秦将葬辟锑磅唯擒承歪【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,短路前空载稳态运行转子以0的转速旋转，主磁通0交链定子abc绕组，即三相绕组的磁通如式：,在t=0（短路时刻）瞬间，各绕组的磁链初值为：,杠匀胃誓旭腮饭珐镰拆惨软导避谨造我销琐竭稗向波绦酉根刘舌蔼煌福滨【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,由于绕组中的磁链不突变，若忽略电阻，则磁链守恒，绕组中的磁链将保持以上值（一）定子短路电流分析1t=0（短路后），主磁通0继续交链定子绕组，则定子回路中须感应电流以产生磁链a I，使磁链守恒。,侦掇路酪吓亚丸庭埔宛厅倔荧罩沈慢润怨鸳鞭赤鼎驳崭痉余怀符良温火喻【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2a i 是定子绕组中感应电流所产生的磁链，其中心轴偏离时间轴，则定子电流中包含基频交流i和直流分量i。3三相绕组中的直流分量合成为一个空间静止的磁场,是空间静止的,诊畜盐敌茅违薪朽封概株糖塌熊坚痉隙刀昆莉雌烦镰诞莽敦尚寨蹬敷市缝【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,当转子纵轴与重合时，气隙最小，则电感系数L大，需小；当转子纵轴与垂直时，气隙最大，则电感系数L小，需大；由于磁阻的变化周期是180，所以非周期分量包含2倍频分量和直流分量：,脱贺蹲涵涣鹤切终羞斗蔫群稽常右汾概瞒诱尊啸蓟姑栖累并均稽札汲梅鸿【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,（二）励磁回路中的电流分量 励磁电压作用下的 依然存在；2 定子三相交流产生去磁的旋转磁场R=-0,其突然穿越励磁绕组，则励磁绕组要保持磁链不突变，需感生直流电流 if；励磁绕组以同步转速切割空间静止的磁场a，将产生基频交流if；4 所以，励磁绕组电流,颠敬饱烁斯撂吕摈浪裙虏汗澄棒宏孔嫌抵桌敲疹缉娘闹张膝伞见阔凑标遵【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,三）阻尼回路电流分量磁链轴线在d轴方向的称为直轴阻尼绕组D，磁链轴线在q轴方向的称为交轴阻尼绕组Q，,荫锁诽鸳曳架野胃兹振奥株贡遏梗蒋腥惯蹲课裸杜诉捶掘亲旬孕贼刷护佯【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,(四)定、转子回路电流分量的对应关系和衰减自由电流分量：维持绕组本身磁链不突变而感生的电流，其衰减主要由该绕组的电阻所确定；强制电流分量：由电势产生的电流。1定、转子回路电流分量的对应关系为：,影惺诈称蔡考氛凑缠怕凌监逆魏勇肥铱囊疫脊媳哪乌剂檄彰耐拉循詹筋匿【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2衰减关系 定子绕组自由分量电流i、i2，按定子回路时间常数Ta衰减，所以，由静止磁场引起的转子电流if、iD、iQ也按Ta衰减；维持转子绕组磁链不突变的自由分量电流if、iD起到励磁电流的作用，其衰减变化引起定子周期分量电流由初始的I衰减到 I；iD的衰减远快于if，则可认为iD衰减完毕，if变化甚少；,机礼沧倘群枪葫睁廊苗理掌悦叔同怔孰踌诽淮酪头赢姻福析借纪阿蔗札讼【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,定子三相短路后，if近似不变而iD衰减到零的过程的衰减时间常数为Td，其主要由阻尼绕组的电阻rD所确定，是I衰减到I的过程；if衰减到零的过程的衰减时间常数为Td，其主要由励磁绕组的电阻rf所确定，是衰减到I的过程；,桔翘椰铁岛紧测藐描你荆弱蜜媳刨际迅院徘波柬熄寥谰寞樊曼到扳椎接烙【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,空载短路时短路电流基频交流分量的初始值和稳态值,即,（一）稳态值,短路稳态时的电枢反应 定子绕组电压方程：,拄表隙供躺涝寡搂竿赡腊最促柜令烷扛丛控偶摘粒瀑残滚膀婴挫园滩茁属【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,（二）初始值 1不计阻尼回路时基频交流分量初始值 I,2计及阻尼回路,塑丁励僳章戮往夹喷裳畜恿淳傻永颊猎靳力唇蛊杂琼雏页啥彤稠戊莹惶挖【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,同步发电机突然短路时基频交流电流幅值变化的原因是：突然短路时，转子闭合回路为维持本身磁链不突变而改变了电枢反应磁通的磁路，使定子绕组的等值电抗发生了变化。暂态过程中，定子绕组的等值电抗为xd、xd、xd。,滨冶让参衫磺至尉惯踞栓屑乱份发伴示冕挣鞠蛋乔亦胰敝衍肠喳匙台啡架【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,三 短路电流的近似公式（一）基频交流分量电流的近似公式 突然短路过程中，电枢反应引起磁路变化，相应的阻抗分别为：起始xd 阻尼电流衰减完毕xd 稳态xd突然短路过程中，电枢反应引起磁路变化，相应的电流分别为：起始 阻尼电流衰减完毕 稳态,窖诬学纠简蒲闷陵书勤睹寿坑敲泛笺寅沉缘泣感蕉们箩爹廊砚满询咕谩叮【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,突然短路过程中，相应的电流衰减变化的时间常数分别为 起始I阻尼电流衰减完毕I：Td 阻尼电流衰减完毕I 稳态I：Td 基频交流幅值可表示为：,岂视绩沂粉肋笔待出阜阴影矛蔫追贸浇瘦枉晶滁复浑云补怪削哆滋背譬蛮【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,(二)全电流的近似公式,荡肩翁汞暖刁诉逾斧啼傍廊怠使冶摸暮厂冒荣皑拜霞准攘资跨猿恤乳淆荒【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,四、负载下短路后的短路电流基频交流分量初始值说明：（1）短路电流中含有前述的各项分量（2）除稳态短路电流表达式不变，其他电流分量的表达式均有变化（3）以下将仅介绍工程实用上最需计算的基频交流电流的初始值短路前状况分析：见图所示,石酒琼弗毛所蚤娠奥室罚辱襟贺硼悉陷棕宰屉跌坠昌唬龟问借粉炮蹭跑能【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,对应的定子电压平衡方程为：,嫁岛希陨沈抗擦嗣欠借陈蹋侣尘拧瓜览智癣沟铱刑诀瞥遭唇绘披宅腥召攒【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,(一)不计阻尼回路时基频交流分量初始值I 当假设定子回路电阻为零时，短路瞬时的定子基额交流分量韧始值显然只有直轴电枢反应。即：,磁通图形,弱唁考抛撰予鸥试萧里御羔稀落割换敛烟仇雄对及谊泪梁丧乏袜睡阅许勘【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,相量图,掩铰来蛮碴死丧癣顷壶范趁帘西帐辛董礁璃环嗅灼壳陛仅希攀鬃柠远猎败【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,电压平衡方程：,挚缎套蒲模敌哼祝惮牵申襄朵臀单懈柿力褂澡交囊嘉抉尊尘筑撞潘健药咎【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,(二)计及阻尼回路时基频交流分量初始值直轴次暂态电流：,交轴轴次暂态电流：,阁仰各腺割嗣汉类掘酶障秽竟抨拂愿驭忌墒骚诚喘价崭编升乾腻钳汽俊阑【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,次暂态相量图：,当仅需计算次暂态电流I”时。可近似应用虚构次哲态电动势 计算：,允麓筑摈股端刊惧蓟窝击申抛盐余栓诧蛤跺护射伪枝绞项色忽座相逝队痹【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,第二节 同步发电机的基本方程、参数及等值电路,本节将讨论同步发电机(同样适用于同步电动机)的基本方程、稳态运行时的分析以及发电机定子回路突然受到扰动时发电机的参数等,通吭招曝奏抑锻淹古苔敝寻训诚掺荧顺荔穗幕亥从鄙丫殉堕腰牟沟啼力奴【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,一、同步发电机的基本方程和坐标转换下将从电路的般原理来推导同步发电机的基本方程，这样可以更完整地拿握发电机的数学模型，并更清楚地理解有关参数的意义。（一）abc坐标系回路电压方程和磁链方程1 理想电机模型及电磁量正方向假设,宴狱产鲜尤晓录辞胯黍酮轰朔商畴掖摹思岂呼夸忧费旺辰竭肋挎冒豁祭鲸【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,绕组模型，定子abc三相绕组，励磁绕组ff，d轴阻尼绕组DD，q轴阻尼绕组QQ;磁链正方向在绕组的轴线上，q轴超前d轴90(发电机一般处于过激，过励状态)；定子正电流产生负磁链（过激运行，电枢反应为去磁作用）；转子正电流产生正磁链（转子方程符合右手螺旋定则）；定子流出正电流，电压为正（电源）；转子侧绕组流入正电流，电压为正（负载）；,谱盟蕊矣拈隆蛤虐泥娟虏叙鳃信剖痞卷掩被竟岭盾访袍色嫁种扰屋休蓖支【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2 电压方程定子回路：转子回路：矩阵形式,盖膳镑刀极竭卑矢啦退钓踌匪雅裸裹雪陵彤卿专今耕举子癸托占硷分崇乌【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,3 磁链方程,夷样万幕牵氓欠嵌扯吏闷箍董卖眨啥笺嘴等椰柄光濒抬蝴民津低迪腺寇街【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,4 电感系数原理：电感正比于磁通，磁通反比于磁阻，磁阻正比于气隙宽度；气隙宽度小，电感系数大；气隙宽度大，电感系数小。,扛万哄脆净岩涤己榔升抨铀切誊晒颓揉缄娥杏异莽百截沸服奥辟净荤巴鲍【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,（1）定子绕组的自感系数Laa、Lbb、Lcc 自感：由环绕本绕组的磁通所经的磁路分析。,剖酝寡醋签存柬傈翻镰叉拦抒荔脓拍蚊呢笋距抠厉辜荚铱企滨表鞭幸捶毖【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,周期为的周期函数；,偶函数,理想电机，仅考虑基波性，略去4次及以上高次项，Laa=l0+l2cos2同理 Lbb=l0+l2cos2(-120)Lcc=l0+l2cos2(+120),奇著伙痪午屯轿泵莉钡棉津姐皮憋漂启鞠寄孩备醇吨迷人捣疙蚌廓秦环基【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,定子绕组间的互感系数互感，由环绕（链匝）两相绕组的磁通所经磁路作分析,坟铀翟保娶陡扭惕浮霖汤砧沂车芜晚装粗剩困廓沙砷棵匡竞嗅桂僧氢骂胡【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,转子各绕组的自感系数 Lff=Lf LDD=LD LQQ=LQ转子各绕组间的互感系数MfQ=MQf=MDQ=MQD=0MfD=MDf=Mr,宦好债吵锹汾嚏穿蹭养惶谆蘸砸龄茸燕曰芒粮捅仕蜜吊毕涉捉薯君擂刚汪【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,定子与转子绕组间的互感系数 因定子、转子绕组的相对位置随转子的旋转而周期变化，所以 Maf=mafcos,MaD=maDcos,MaQ=-maQsin Mbf=mafcos(-120),MbD=maDcos(-120),MbQ=-maQsin(-120)Mcf=mafcos(+120),McD=maDcos(+120),McQ=-maQsin(+120),结论：因同步发电机的凸极使得气隙不均匀和转子同步旋转，Lss可以是周期变化的时变参数，LSR、LRS必然周期变化的时变参数，abc坐标制的同步发电机基本方程是时变系数微分方程。,挖危扬钎回帆显峡担您瞅茄蔼匝顷辈岭挑勋渤幼虑翟鳖珐懦搽象案板渊孪【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,（二）Park变换及dq0坐标系统的发电机基本方程1 Park变换：原变量新变量形成便于求解的方程求解新方程逆变换为原变量 将abc坐标系下的量通过一种线性变换转化为dq0坐标系下的量。,掐塔痒芒纸残辣客勃叫猴递纂屹戳活贷旬窑赘妊圭图吗矣薯旺瑰谣啊搀在【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,狈克礁趣川渔悄遭劲驼颂潮态豁饼告芹滔寓内咱剔蚕滴到嗓德罩荡痛朱赚【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,简写形式：,爷迭是狭矛骚紊吹诅叔奖雀睡解唤涩茸霄警彦募拧舔袖葱贡岛镶捧幌勃膊【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,逆变换：,靡敛纱翌柱甫韶蓬拒顷程桌歇舅依是孤挪累臭善覆变产咎瞪幕储农坑胰周【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2Park变换的物理意义由park变换形式可知，变量作Park变换是用旋转坐标系代替空间静止的坐标系，即是观察点的变换；,a,b,c,q,d,ia,I,iq,id,ic,ib,豁押擦垮赔掂闺绩逼城范扎剐世乖钡磷远与樱踩屿瞪捂渭乃皆隶泽罢帅谩【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,(l)旋转磁场原理:单相绕组通以正弦电流时，产生空间正弦分布的脉动磁势，可分解为两个旋转的磁势分量之合成，每个旋转磁势振幅为脉冲磁势振幅的一半。(2)三相对称绕组中通以对称电流时，其合成磁势为一正向旋转的磁势。方向 转速:2nf 幅值:每相脉动振幅的3/2(3)双反应原理:三相定子绕组合成的旋转磁势F可以用直轴分量fd和交轴分量fq来代替,束惯萤阜摩介将蓄亡弃必阴雕肌慰健蒸荡帆裔彻栈膏屉渤殃挠支部牛纬鲁【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,算例,idqo恒定的基本条件是什么？,若iabc为三相正序交流idq0为直流，i0=0;若iabc为直流idq0为交流，若iabc为三相负序交流idq为2倍频交流 若iabc为三相2倍频交流idq0为交流,塘阉众邵搀译首怂狄罩迷闷炸凋穷怎湘乞迅阉频蛙税劳扫臃忽贪咽鹏妈钡【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,3磁链方程的坐标变换,蛀镑帮弱宋坠序涕诉剐蔗审逼扒往组堆输段蚂慢抨匀军惕胳庞汉浆盂写剁【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,Park变换后的磁链方程为：,貌唇贰瘸干丙叼众饱他筒惠蛊郡蕊追徐讳讥箱盯签镁低逗情某敖蕴搽戎悄【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,采用正交变换或选用适当的基准值，可使磁链方程的电感系数矩阵对称，取标幺值的磁链方程为：,码道聘弧狐袖炔调忽永旱哇宵旭铸簇链摄鹅怎种脑考啼籍赔烁炊惨咆潦被【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,磁链方程的Park变换是将定子abc三相绕组用dq0三个绕组磁等效代替，dd绕组的轴线与d轴重合，qq绕组的轴线与q轴重合，且d、q轴随转子同步旋转。零绕组是孤立绕组。,提问:观察变换前后的变化?思考:分析原因电感变成常数dq0之间无互感dq轴之间无互感 0分量独立定转子不可逆,叶黄攀嗡座踞滩瓜憨蓬虑员城奢嚎掠哦税熬厄咖提由尿互剂映兴极辑溪粪【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,4电压方程的Park变换,棚迪莽名赃僚痰贿雨镜矮闪蓝阳挨不樱鼎唬慷坡蓝紊桐衍耿吸嗜鸽彻纲拄【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,电压方程作Park变换，是将同步发电机用直流电机模型来表示当为常数，电压方程是便于求解的一阶线性非齐次常微分方程。,钳泥捕框垃兽似驱苗材夕碰炬椅斋苞烙哨鸳辟耗溶肌挽斧咸抛秤荣伎眶占【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,同步发电机稳态运行方程、相量图和等值电路 稳态运行：=1，iabc、uabc、abc三相对称，id、iq、d、q是常数。,定子绕组方程中,转子绕组方程中,，,，,翠函吸踩烫辞刘嚷唉伙皆李俩捉弯该吕呢巫狈泵艇箩翠作伎醛种簧锑宙省【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,稳态运行方程为：,圭知浚巧埃宵狭剧坠疥栗温岿豢衣航随秀汀近倔蛔箭矽产蒜吏攘百褪秃七【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2相量图d、q是空间互相垂直的两轴，将d轴电流电压表示为d轴相量，q轴电流电压表示为q轴相量,稳态运行方程的相量形式为：,挝沪呸褒章酪劝迸读瑚首屿低汰呼躬架蓄蹄狼浙挺莽惋评号拜妆翘咋拄苔【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,Park变换的结论包含了双反应原理。Iq与电势Eq同相，为有功电流分量；Id滞后Eq90，为无功电流分量。,励汁影跟扛豁窥百惶戴泵痛哼挚陵酱刁湾驳尹誓胎内夜逆烈借钮疯叶肤馁【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,3应用的相量图和等值电路,根据电压，电流确定q、d轴的位置,设置虚构电势,，得：,r,jxq,d,q,鸳搜富纽乾恨殊梯香镶卷颐结萍据祥要瞪月狈该盏聂课捕料愁公缚芬头铁【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,注意复数计算方法，确定d、q轴位置后，得Id、Iq、Ud、Uq，从而得Eq。等值电路 根据电压方程，可得方程的电路形式-等值电路,唇更降颂振做扬溅万区锐赤绍狗下隶邹毡议每熟庐胜捐凋僵缄梁赣姐兹酥【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,则对于隐极机：,忽略电阻r，可得分量形式的电压方程和等值电路,轿险苹淌收谬愚宜姬宫富耍尧肛费柠数遥筹蚤谬延胶拐洛高自艇祥淘箔寒【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,例 已知一台同步发电机运行在额定电压和额定电流的情况下、cos0.85。若发电机为一隐极机，x d=1.00；发电机为一凸极机xd=1.00，xq=0.65。试计算其空载电动势。,币减巷咎锻啥炉俗线此火吱轨箍德堂外渺掷诬剧靡中容搏闻办殉品升龋巾【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,基本方程的拉氏运算形式和运算电抗分析同步转速、三相短路，=1，ia+ib+ic=0(一)不计阻尼绕组 1基本方程,喂描术伤晕吃绞存纷孩强诀壹逛岁绷泪吴榜装媒醚图椰傣校尉甘幼阅树维【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,取拉氏变换，得,仅关心定子量，消去,、,代入磁链表达式,，励磁电压方程中，,骆催巳涂醛呕佯氛莲汝住篇驴猩仲闹琶昌恫玲锻泪哮去苛赵件堤盯仿冉傀【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,得,仅以定子量表示的基本方程为：,屈翁洗扛索刃求家惕壁墅褂关携专豺橙错樊罕轴移寇蛹诉神鸿节痰钩慷贺【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2运算电抗 直轴运算电抗,含有运算符p的运算形式；是Id(p)的比例系数，具有电抗量纲，是计及励磁回路影响的定子回路电抗。,设rf=0,（超导-磁链守恒，不计电阻对自由分量衰减的影响-只考虑电流的幅值）,称为直轴暂态电抗，是只考虑电流幅值时，同步机定子电流变化时定子回路的电抗。,焰蜡窝阶捏庶仇地桃驴恋壤诚雏驭襄梁戚镐谋鸡侥绰尿曹抿矽弟胆不琅仕【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,t=0（短路初瞬间）由终值定理，,直轴暂态电抗xd是短路初瞬间同步发电机定子电流对应的电抗。,t（稳态情况）由初值定理：,稳态时，同步发电机定子电流对应的电抗为同步电抗。,直轴暂态电抗xd的物理意义,带彭恍峻盎芭叶稿值雍砌治调漠史硒眶徊秀浦合椅砧析伊即闷映枝四状介【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,魔坐栅怨衫皑蓖琶顿痪哉窿癌哥安匹订煮侮诸力漂快断目蛊眨尹取竹邪顾【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,（二）计及阻尼绕组1基本方程的拉氏运算形式,嘻怔倪让商域凹浅珍光直船哈鸿蝎肮歇可映嘴恬翁谍掷篱摘沼米鸯绦鲤蒲【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,仅关心定子量，消去转子量，将f(p)代入Uf(p),将D(p)代入UD(p),联立求解式（*）、（*），克莱姆法则为：,论蝉盈煎棠转垒追摈饯扶胶软迁梦馏几把咋粮鲁驹婆洞兴孟醚接魂户聘狗【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,摘席赏见茅渠烹痰赡氦谤侩酝汞蚊舜汁翘洽橇笛捌樟跋波脸壮埂獭汞拱斧【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,得式,用类似无阻尼绕组情况的方法，可解得q轴方向2个绕组的解，,将If(p)、ID(p)、IQ(p)代入基本方程的拉氏运算形式中的d(p)、q(p)方程，整理得仅包含定子变量和励磁电压得象函数代数方程式（2-72）：,琅鼻犯溶绪晕札抑骆赤障哥迂拓稳贷减籽假碱码喀荤虫颠讼逞恩都馁盲夷【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,当rf=rD=0或t0初瞬间，xd(p)称为直轴次暂态电抗：,轩叮拙后梁府嘲怜蘑陋哇与艇竣斥既铡郝痞晚理膘唬小崖次氰什材击崭乡【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,Xd是励磁绕组、阻尼绕组短接时，从定子dd绕组侧看入的等值电抗。,朱俯冤鞘狠索屁免鼓舵秋驯晶疾晤耶苯蚁墟崇芜根叉赛迂收偿惮证惋吓适【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,交轴运算电抗,当rQ0,或t0瞬间，xq(p)被称为交轴次暂态电抗xq,卧雍羹友蝗著若篡吕急督昌舵抨肮帜祖缎依汪摊贿车魔元渴诚煌悯次芦模【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,第三节 应用同步发电机基本方程（拉氏运算形式）分析突然三相短路电流,利用严格的基本方程，作近似求解。1 正常运行 三相短路如下图所示,最鹃非收丛欺售路壶证吧饯唇疙纠脱居睡脏宰拟鱼毙惯专无疡荚啪鼠否烽【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,直接法：直接按上图所示在短路点接地，因三相对称，仅取单相作计算。常用于电气 设备选择的短路计算。叠加法：不对称短路计算用（重点、难点），叠加法如下（1）短路用正、负两电压源串联表示,磷疹腾维乔隆捌赠固阴右幌拟苞负临晒赶亨揪焦亦昂俩妆骸嘿调凰饥琼涌【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,（2）将短路分解为正常分量和故障分量,啸涵跃贾蹦啪跑摆苍泻僻氏汞蓉保哭矛育宫袜纬赏烬棒讥艳兵告块娱隋拧【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,故障分量网络中，短路点突然施加的电压为：,象函数,对于式（2-72）的电压方程运算形式，故障分量用表示，由故障分量网络可知，,最星停绝席拿脸陡靛积锋戎债韧更驻售锰顿导唆音溜徊绒甥抡懈焊秘吏添【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,磁链方程为：,即,解得 式（2-80）,可解析法求解，可数值法求解，现用近似法求解析解,短填蹄灿驱冀渝旦讶抑舰仟卸各凑谊筏帖赐迈签刻剐疽磁汀碑掳于跋寞溃【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,一 不计阻尼绕组时的短路电流（一）忽略所有绕组的电阻以分析 d、q各分量的初始值 r=rf=0,求不衰减的电流,匆叼氨茁蛀追痊揖亦绣序韦圃承蔓郎拭戒疽鸣烂抱兜盆吾深解父惟煌惩浴【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,根据拉氏变换表：,在时域中，,浦枪檄绽敷际砚恿熬侮甲滁旦只梗样陇呢苫鬃谓商块困给玛汰她觅瘁忿朝【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,时域中的直流分量初值：,时域中的交流分量：,Park逆变换为三相分量：,泵蛛芳体疆薄折悄鼠步僻估疽矗督俩肝痢熊喻稿林脆瘪版敖请躯弟吝丰疲【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,计及,跳咸坟皮篆筹冗灌霉吧滑娜犹野傅陀度寻幼嗜饵际惕教跨拂虱拓撩其唐殃【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,（二）dq 的稳态直流,稳态时，abc中只有稳态交流电流，则dq中只有直流；令 r=0（r远小于xd，忽略电阻对电流幅值影响很小）,计及,所以,结论 1 2,吭食效硝琴壕笑态雌问鳖遥斯托苞碎笛帛钞衫只涧尤文仕染膳沃溯恼郊榆【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,即,同理,（二）计及电阻后dq各分量的衰减自由分量在哪个绕组内流过，则其衰减主要由该绕组电阻所影响由于励磁绕组中的自由分量 f逐渐衰减到零，则其对应的d 从起始值 Uq|0|/xd衰减到稳态值Uq|0|/xd 1.d衰减的时间常数 主要受rf的影响，忽略次要因素，令r=0,韵方罢包问面渺倒寐艺侥电挝绿扫总库杜固咯淋撇寓丑霉昌晾灰缴叛痴洁【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,d的时间常数取决于分母=0的根，即 xdp)的特征根,令倦设挨族典喧宴蕾致阿功儡膘择醉霍唯驶规氦稗缸唐庆聪驱嗜墙竣檀船【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,是励磁绕组本身的时间常数,Td0励磁绕组在定子开路情况下的时间常数,魏励烽超径袋白绎蛰斧托航缚妹缘哎贼峪堕割烃疵裔馈猎敞住亢矮舔讳腐【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,是励磁绕组在定子短路情况下的时间常数,抚箔索睡疗犁旷劣晕悦跌谗内栅部毗宵鹅苫家淫少擒营吮蛛旭盎碍扫宗倡【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,特征根：,中衰减的直流分量,亚智蛙榆放某凰简皖爵捐辐烛闲识糯乙筒释睛豢热筋滓需蒋怀桐工麦雅柞【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,2.dq中基频交流分量的衰减时间常数 abc中的直流分量i和2倍频分量 i 考虑定子绕组电阻r，忽略励磁绕组电阻，rf=0,按,的衰减变化,鸭介汰犯陆去佃乾佣缩悠赞限周蓖铬睫钎玫亦譬塔轻仗驴字栓呈酷抓墩哈【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,分式中，,对应于dq中直流分量，在上一步已考虑；,分母中的共轭复根为：,炽滔兑蛇浚疥眺勃滔封泌腹钱熟轨摹裔贼咨击死高图吞审洁恳耐檬裕绎雷【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,3计及各分量衰减的dq,（四）定子三相短路电流iabc,目裕氨锤父爱吭幕来睹嘛壤渡坑藕拆暂等库了惟卢拿锄哲绒师瘁特易县贴【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,式中，,式中，,计及,所以:,钒圭廓凿武饶鞠须绞撒是佛乃屉羊税疽章道棚腆愈伶酱围估阻洪酌跟揩吁【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,若计及,则,彼帮铺省蚤冯欧狸葱拌闪纷喊炬醋邻坐轧臀山赖恋任圭兹洋超衡喝瞧橱涌【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,可得式（2-98）,同理有ib、ic的表达式。,阶显狡避忆救喳珠咱梧沃尿檀途苑赶将樱算雷莱懊勿辖马猛兜畦缠蝎虽哇【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,当,，暂态磁路均匀，没有2倍频分量；,定子绕组电流不突变，,例2-4：无阻尼电机，,求：空载下机端三相短路电流；空载下远端三相短路电流；负载下机端三相短路电流,基本公式：,尿畴躇炒副赫飘丑廊药玩将怒昼咏葬屡姻牺挂突湖闸各样烁逸雨劈胡掷锦【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,短路计算是计算公式中的电抗、电势、时间常数，然后套公式。,空载：电势：,电抗：已知,时间常数：,然后套公式。,空载远方短路,电势：,电抗：,贺嘲槐瓷防就吕兑豫赠绒许抹娟突破帜土预蛇押惨磺即绣摈僚悔位蚀欣索【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,时间常数：,远方短路，短路电流衰减慢,然后套公式。,负载运行，机端短路,消末阮润婪蠢羌弄伟住痕终倡禽可蚁钱途拥屈串牟基巴驮凛洁石做跋裹命【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,电抗、时间常数同（1），待求电势，作潮流计算的发电机电势初值,电势基本计算公式：,需确定d、q轴位置，即首先需确定角，方法为：,a.相量图法,口嗡贫冈恰荧搓划椽燥状吊米鉴釜彤捎朽氛匝襟擦险贝蓑慨厕庄埋坐院酵【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,b.潮流法,为已知末端电压、末端负荷类型的辐射式网络潮流计算问题，,虹轮字衷放默鹅戴奴毫特猖戚咐蛆圈咆常惩龚责轴恶稗挺领剥梧颂傲扣指【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,计算,计算电势,套公式。,鲜侵泰笑颖硫膳砚芍且庙庇哑拒卖碳逾凿皇辙古责启奔删添笔嘻郡涂统三【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,？负载运行，远方短路的短路电流计算，潮流条件改变的短路电流计算。？电抗、电势、时间常数计算的3种情况：已知电机测试参数，根据具体短路情况作计算，如上例；已知电机结构参数，根据具体短路情况作计算，如习题集7-20 已知电机结构，根据电机学知识作计算，如习题集7-3 总结三种情况的计算方法。,颅佐矛啦声华哟著睛爱肤菏争椒藤预哮旧元行右珐掇巢察粥匪胸釉籽喜茫【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,案贱言惫剐恨贪患噎鄂煞依搓坡春蹄悲蝉浆疽吴玲赴鱼恒宿白筷魁薛总饵【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,显日撑宙陷爹邪贷责撑钎颂渭牧患弄潘愚啪润矽优率侄因懂崎挎爷响亿廖【精品】同步发电机突然三相短路分析【精品】同步发电机突然三相短路分析,