同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行ppt課件

1、電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)第十四章同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)本章內(nèi)容同步電機(jī)各序阻抗與等效電路同步電機(jī)各序阻抗與等效電路1同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路2同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路3電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)對(duì)稱分量法不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的主要緣由：外施電壓不對(duì)稱。三相電流也不對(duì)稱。各相負(fù)載阻抗不對(duì)稱。當(dāng)初級(jí)外施電壓對(duì)稱，三相電流不對(duì)稱。不對(duì)稱的三相電流流經(jīng)變壓器，導(dǎo)致各相阻抗壓降不相等，從而次級(jí)電壓也不對(duì)稱。外施電壓和負(fù)載阻抗均不對(duì)稱。著重分析不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)的分析方法正序阻抗、負(fù)序阻抗及零序阻抗的物理概念及丈量方法危害性三相變壓器在Y，yn銜接時(shí)相電壓中點(diǎn)浮

2、動(dòng)的緣由及其危害電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)對(duì)稱分量法 對(duì)稱的三相系統(tǒng)：三相中的電壓對(duì)稱的三相系統(tǒng)：三相中的電壓UaUa、UbUb、UcUc對(duì)稱，只對(duì)稱，只需一個(gè)獨(dú)立變量。如三相相序?yàn)樾枰粋€(gè)獨(dú)立變量。如三相相序?yàn)閍 a、b b、c c，由，由UaUa得出得出其他兩相電壓其他兩相電壓 Ub=2 Ua, Uc=Ua Ub=2 Ua, Uc=Ua 復(fù)數(shù)算子復(fù)數(shù)算子ej120ej120e-j240e-j240 = cos120 = cos120+j sin120+j sin120 22ej240ej240e-j120e-j12033ej360ej360ej0ej01 1 三相不對(duì)稱系統(tǒng)：三相中的電壓三相不對(duì)稱

3、系統(tǒng)：三相中的電壓UaUa、UbUb、UcUc互不相互不相關(guān)關(guān)大小不一定相等，相位關(guān)系不固定大小不一定相等，相位關(guān)系不固定 Ua Ua、UbUb、UcUc為三個(gè)獨(dú)立變量為三個(gè)獨(dú)立變量ABC電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)對(duì)稱分量法 對(duì)稱分量法是分析三相不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)的根本方法。在以后的章節(jié)中還會(huì)用到。 恣意一組三相不對(duì)稱的物理量電壓、電流等均可分解成三組同頻率的對(duì)稱的物理量。 以電流為例，闡明如下：電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)對(duì)稱分量法 把不對(duì)稱的三相系統(tǒng)分解為三個(gè)獨(dú)立的對(duì)稱系統(tǒng)，把不對(duì)稱的三相系統(tǒng)分解為三個(gè)獨(dú)立的對(duì)稱系統(tǒng)，即正序系統(tǒng)、負(fù)序系統(tǒng)和零序系統(tǒng)即正序系統(tǒng)、負(fù)序系統(tǒng)和零序系統(tǒng) 下標(biāo)下標(biāo)“+ +、“- -、“0

4、 0分別表示正序、負(fù)序和零序分別表示正序、負(fù)序和零序電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)對(duì)稱分量法 結(jié)論 1正序、負(fù)序和零序系統(tǒng)都是對(duì)稱系統(tǒng)。當(dāng)求得各個(gè)對(duì)稱分量后，再把各相的三個(gè)分量疊加便得到不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)情形。 2不同相序具有不同阻抗參數(shù)，電流流經(jīng)電機(jī)和變壓器具有不同物理性質(zhì)。 3對(duì)稱分量法根據(jù)疊加原理，只適用于線性參數(shù)的電路中。電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 不對(duì)稱負(fù)載不對(duì)稱負(fù)載 大容量的單相負(fù)載，如單相電爐大容量的單相負(fù)載，如單相電爐 引起三相電壓和三相電流的不對(duì)稱引起三相電壓和三相電流的不對(duì)稱 對(duì)同步發(fā)電機(jī)帶來(lái)不利的影響對(duì)同步發(fā)電機(jī)帶來(lái)不利的影響 主要分析方法主要分析方法 與分析異步電機(jī)不

5、對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)一樣與分析異步電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)一樣 對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法 對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法 將不對(duì)稱的三相電壓、電流及其所鼓勵(lì)將不對(duì)稱的三相電壓、電流及其所鼓勵(lì)的磁勢(shì)分解為正序分量、負(fù)序分量和零的磁勢(shì)分解為正序分量、負(fù)序分量和零序分量序分量 然后對(duì)各個(gè)分量分別建立的端點(diǎn)方程式然后對(duì)各個(gè)分量分別建立的端點(diǎn)方程式和相序方程式，求解各序分量并研討各和相序方程式，求解各序分量并研討各序分量分別所產(chǎn)生的效果序分量分別所產(chǎn)生的效果電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 將它們疊加起來(lái)，就得出實(shí)踐不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)將它們疊加起來(lái)，就得出實(shí)踐不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)果和影響的結(jié)果和影響 運(yùn)用條件：不計(jì)飽和運(yùn)用條件：不計(jì)飽和

6、不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 同步發(fā)電機(jī)的空氣隙磁場(chǎng)為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步發(fā)電機(jī)的空氣隙磁場(chǎng)為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 包含正序和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)包含正序和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 由于旋轉(zhuǎn)方向不同，所以轉(zhuǎn)子回路的反響也各由于旋轉(zhuǎn)方向不同，所以轉(zhuǎn)子回路的反響也各不一樣，對(duì)不同相序的電流，同步電機(jī)呈現(xiàn)的不一樣，對(duì)不同相序的電流，同步電機(jī)呈現(xiàn)的電抗也就有不同的數(shù)值電抗也就有不同的數(shù)值電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 定子電流為一穩(wěn)定的對(duì)稱三相電流，即定子電流為一穩(wěn)定的對(duì)稱三相電流，即一組正序分量一組正序分量 其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)即正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)即正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)

7、在轉(zhuǎn)子繞組中之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電流所遇到的電抗產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電流所遇到的電抗便是同步電抗便是同步電抗 同步電機(jī)的正序電抗即系同步電抗，即同步電機(jī)的正序電抗即系同步電抗，即SXX 電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn) 該磁場(chǎng)以兩倍同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組，該磁場(chǎng)以兩倍同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組，在其中感應(yīng)出兩倍電源頻率的交變電流在其中感應(yīng)出兩倍電源頻率的交變電流對(duì)于負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組的作用為一對(duì)于

8、負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組的作用為一短路繞組短路繞組負(fù)序電流所遇到的電抗不再是同步電抗，負(fù)序電流所遇到的電抗不再是同步電抗，而是另一個(gè)電抗而是另一個(gè)電抗xx，稱它為負(fù)序電抗，其，稱它為負(fù)序電抗，其數(shù)值遠(yuǎn)較同步電抗為小數(shù)值遠(yuǎn)較同步電抗為小電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 在轉(zhuǎn)子激磁繞組和阻尼繞組中感應(yīng)的兩倍在轉(zhuǎn)子激磁繞組和阻尼繞組中感應(yīng)的兩倍頻率的交變電流，將引起附加的銅損耗頻率的交變電流，將引起附加的銅損耗 在轉(zhuǎn)子外表產(chǎn)生渦流，從而引起附加外表在轉(zhuǎn)子外表產(chǎn)生渦流，從而引起附加外表?yè)p耗損耗 還在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座引起振動(dòng)還在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座引起振動(dòng) 我國(guó)我國(guó) 在

9、額定負(fù)載延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)三相電在額定負(fù)載延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差，不得超越額定值的流之差，不得超越額定值的10%10%；水輪發(fā)電機(jī)；水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)不得超越額定值的和同步補(bǔ)償機(jī)不得超越額定值的20%20%，同時(shí)任，同時(shí)任一相的電流不得大于額定值一相的電流不得大于額定值在低于額定負(fù)載延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各相電流之差在低于額定負(fù)載延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各相電流之差可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值，但應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值，但應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。定。電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 零序電流零序電流 產(chǎn)生的三個(gè)脈動(dòng)磁勢(shì)，幅值相等，時(shí)間產(chǎn)生的三個(gè)脈動(dòng)磁勢(shì)，幅值相等，時(shí)間同相，空間各

10、相隔同相，空間各相隔120120電角度，因此三電角度，因此三相基波合成磁勢(shì)恰相互抵消，不構(gòu)成氣相基波合成磁勢(shì)恰相互抵消，不構(gòu)成氣隙互磁通，只存在一些漏磁場(chǎng)，數(shù)值普隙互磁通，只存在一些漏磁場(chǎng)，數(shù)值普通很小通很小 零序電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質(zhì)零序電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質(zhì)的零序電抗，用的零序電抗，用x0 x0代表，代表，x0 x0較較xx更小更小 現(xiàn)代電力系統(tǒng)現(xiàn)代電力系統(tǒng) 規(guī)模很大規(guī)模很大 負(fù)載電流的嚴(yán)重不對(duì)稱是不常見(jiàn)的負(fù)載電流的嚴(yán)重不對(duì)稱是不常見(jiàn)的 具有實(shí)踐意義的不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)情況具有實(shí)踐意義的不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)情況 單相接地短路單相接地短路 二相短路二相短路 二相接地短路等二相接地短路等電氣工程

11、與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 正序和負(fù)序正序和負(fù)序 實(shí)踐旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎?，相?yīng)地稱產(chǎn)生正實(shí)踐旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎?，相?yīng)地稱產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)的電氣旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的多相電流的相向旋轉(zhuǎn)的電氣旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的多相電流的相序?yàn)檎颍粗?，那么稱為負(fù)序序?yàn)檎?，反之，那么稱為負(fù)序 不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流中存在正序、負(fù)序不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流中存在正序、負(fù)序和零序分量。它們的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子有不同和零序分量。它們的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子有不同的相對(duì)關(guān)系，就呈現(xiàn)不同的阻抗以及不的相對(duì)關(guān)系，就呈現(xiàn)不同的阻抗以及不同的等效電路同的等效電路 正序阻抗正序阻抗 在穩(wěn)定形狀下，同步電機(jī)的正序阻在穩(wěn)定形狀下，同步電機(jī)的正序阻抗就是同步阻抗抗就是同步阻抗 對(duì)隱極

12、機(jī)對(duì)隱極機(jī)sajxrjxrZ電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路對(duì)凸極同步機(jī)對(duì)凸極同步機(jī)由于氣隙不均勻，正序電流所遇到的阻抗由于氣隙不均勻，正序電流所遇到的阻抗為直軸同步阻抗和交軸同步阻抗為直軸同步阻抗和交軸同步阻抗由于電樞電阻較小，短路時(shí)電樞電流的正由于電樞電阻較小，短路時(shí)電樞電流的正序分量根本上為一純感性的電流，序分量根本上為一純感性的電流， 9090，即即I+ I+ I+d I+d ，而，而I+q I+q 0 0。其時(shí)。其時(shí) 。dXX 負(fù)序阻抗負(fù)序阻抗 可用轉(zhuǎn)差率可用轉(zhuǎn)差率s=2s=2的異步電動(dòng)機(jī)的等效電路來(lái)表的異步電動(dòng)機(jī)的等效電路來(lái)表示示 通常電阻的數(shù)值很小，在分析負(fù)序阻抗時(shí)

13、可將通常電阻的數(shù)值很小，在分析負(fù)序阻抗時(shí)可將電阻忽略不計(jì)電阻忽略不計(jì)電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路(a)計(jì)入電阻計(jì)入電阻r2/2x2 Z mr1x1 Zrm同步電抗負(fù)序電抗的網(wǎng)絡(luò)同步電抗負(fù)序電抗的網(wǎng)絡(luò)x1 x2 X mx(b)略去電阻略去電阻電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 由此由此 當(dāng)負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)比轉(zhuǎn)子漏磁通為很大當(dāng)負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)比轉(zhuǎn)子漏磁通為很大時(shí)，即時(shí)，即 x m x2 ，那么，那么 X-為定子漏抗與轉(zhuǎn)子漏抗之和為定子漏抗與轉(zhuǎn)子漏抗之和mmxxxxxx221xxx21電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 當(dāng)同步電機(jī)有很強(qiáng)的阻尼系統(tǒng)時(shí)，負(fù)序當(dāng)同步電

14、機(jī)有很強(qiáng)的阻尼系統(tǒng)時(shí)，負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將為轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流所產(chǎn)生的去旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將為轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流所產(chǎn)生的去磁磁勢(shì)所抵消磁磁勢(shì)所抵消 如整塊轉(zhuǎn)子的汽輪發(fā)電機(jī)如整塊轉(zhuǎn)子的汽輪發(fā)電機(jī)1xx 轉(zhuǎn)子激磁繞組為單相繞組，阻尼繞組也不是完轉(zhuǎn)子激磁繞組為單相繞組，阻尼繞組也不是完全對(duì)稱的繞組，因此對(duì)稱分量法不能無(wú)條件地全對(duì)稱的繞組，因此對(duì)稱分量法不能無(wú)條件地運(yùn)用運(yùn)用 在定子端點(diǎn)上的負(fù)序電壓與流過(guò)定子繞組的負(fù)在定子端點(diǎn)上的負(fù)序電壓與流過(guò)定子繞組的負(fù)序電流決不能都有正弦波形序電流決不能都有正弦波形電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 負(fù)序電抗應(yīng)為負(fù)序端電壓的基波分量與定子繞負(fù)序電抗應(yīng)為負(fù)序端電壓的基波分量與定子繞組

15、的負(fù)序電流的基波分量之比組的負(fù)序電流的基波分量之比 負(fù)序電抗的數(shù)值和負(fù)載情況有關(guān)不同的短路情負(fù)序電抗的數(shù)值和負(fù)載情況有關(guān)不同的短路情況下，負(fù)序電抗的數(shù)值各不一樣況下，負(fù)序電抗的數(shù)值各不一樣 凸極式同步電機(jī)的阻尼作用普通較差，負(fù)序磁凸極式同步電機(jī)的阻尼作用普通較差，負(fù)序磁場(chǎng)便能夠較強(qiáng)場(chǎng)便能夠較強(qiáng) 由于沿著兩軸的磁阻不同，阻尼作用也不一樣由于沿著兩軸的磁阻不同，阻尼作用也不一樣，負(fù)序磁場(chǎng)的振幅將不斷變化，相應(yīng)的負(fù)序電，負(fù)序磁場(chǎng)的振幅將不斷變化，相應(yīng)的負(fù)序電抗數(shù)值亦將不斷變化抗數(shù)值亦將不斷變化 對(duì)轉(zhuǎn)子上無(wú)阻尼繞組的凸極機(jī)，負(fù)序電抗將在對(duì)轉(zhuǎn)子上無(wú)阻尼繞組的凸極機(jī)，負(fù)序電抗將在 xd xd 和和 xq

16、xq 之間交變之間交變電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路x2 x1 x1 xdxq(a)直軸網(wǎng)絡(luò)直軸網(wǎng)絡(luò) (b)交軸網(wǎng)絡(luò)交軸網(wǎng)絡(luò)無(wú)阻尼繞組時(shí)負(fù)序電抗的網(wǎng)絡(luò)無(wú)阻尼繞組時(shí)負(fù)序電抗的網(wǎng)絡(luò)aqXadX電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 負(fù)序電抗的數(shù)值范圍負(fù)序電抗的數(shù)值范圍 汽輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗的平均值為汽輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗的平均值為0.1550.155 裝有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗裝有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗的平均值為的平均值為0.240.24，沒(méi)有阻尼繞組的水輪，沒(méi)有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗的平均值為發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗的平均值為0.420.42 負(fù)序電抗的測(cè)定

17、方法負(fù)序電抗的測(cè)定方法 定子繞組加適當(dāng)降低的三相對(duì)稱電壓定子繞組加適當(dāng)降低的三相對(duì)稱電壓 受試電機(jī)的轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，且以同步轉(zhuǎn)速受試電機(jī)的轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，且以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)向應(yīng)與定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相反旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)向應(yīng)與定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相反 激磁繞組應(yīng)被短接激磁繞組應(yīng)被短接 從定子側(cè)丈量電壓、電流和功率，便可求出負(fù)從定子側(cè)丈量電壓、電流和功率，便可求出負(fù)序電阻和電抗序電阻和電抗電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 零序阻抗零序阻抗 其合成磁場(chǎng)為零其合成磁場(chǎng)為零 零序電流只產(chǎn)生漏磁通，相應(yīng)的零序電零序電流只產(chǎn)生漏磁通，相應(yīng)的零序電抗具有漏抗的性質(zhì)抗具有漏抗的性質(zhì)零序電流所產(chǎn)生

18、的漏磁通與正序電流零序電流所產(chǎn)生的漏磁通與正序電流所產(chǎn)生的漏磁通不同，它們之間的差所產(chǎn)生的漏磁通不同，它們之間的差別要依繞組的型式而定別要依繞組的型式而定對(duì)于單層繞組和整距雙層繞組對(duì)于單層繞組和整距雙層繞組在每一槽中的電流都屬于同一相在每一槽中的電流都屬于同一相零序漏磁通和正序漏磁通一樣零序漏磁通和正序漏磁通一樣電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 對(duì)于短距雙層繞組對(duì)于短距雙層繞組 上下圈邊分屬于不同的兩相，槽內(nèi)電流為相鄰上下圈邊分屬于不同的兩相，槽內(nèi)電流為相鄰兩相電流的相量差兩相電流的相量差 假設(shè)上下層電流大小相等方向相反，槽內(nèi)合成假設(shè)上下層電流大小相等方向相反，槽內(nèi)合成電流為零電

19、流為零 雙層短距繞組的零序漏磁通較正序漏磁通為小，雙層短距繞組的零序漏磁通較正序漏磁通為小，也即零序漏抗小于正序漏抗也即零序漏抗小于正序漏抗 零序電抗的測(cè)定零序電抗的測(cè)定 把定子繞組串聯(lián)銜接把定子繞組串聯(lián)銜接 端點(diǎn)上外施額定頻率的單相交流電，使電流端點(diǎn)上外施額定頻率的單相交流電，使電流即零序電流數(shù)值等于額定電流即零序電流數(shù)值等于額定電流 轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 激磁繞組應(yīng)被短接激磁繞組應(yīng)被短接 丈量其電壓、電流及功率，可求出丈量其電壓、電流及功率，可求出x0 x0電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路AWVAZYXGB測(cè)定零序電抗的接線圖測(cè)定零序電

20、抗的接線圖電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 零序電阻零序電阻 零序電流主要產(chǎn)生漏磁通，不與轉(zhuǎn)子零序電流主要產(chǎn)生漏磁通，不與轉(zhuǎn)子 匝匝鏈，所以零序電阻就是電樞繞組的每相鏈，所以零序電阻就是電樞繞組的每相電阻電阻 零序電抗的數(shù)值范圍零序電抗的數(shù)值范圍 汽輪發(fā)電機(jī)平均值為汽輪發(fā)電機(jī)平均值為0.0560.056，水輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)為為0.0850.085 同步發(fā)電機(jī)的各序電抗是不一樣的，同步發(fā)電機(jī)的各序電抗是不一樣的，x+ x+ x x0 x x0 。這也是旋轉(zhuǎn)電機(jī)和靜止的。這也是旋轉(zhuǎn)電機(jī)和靜止的變壓器不一樣的一個(gè)特征變壓器不一樣的一個(gè)特征電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電

21、路不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)根本方程式將根據(jù)對(duì)稱分量法改寫(xiě)為正序根本方程式將根據(jù)對(duì)稱分量法改寫(xiě)為正序、負(fù)序和零序三個(gè)根本方程式，方程式中、負(fù)序和零序三個(gè)根本方程式，方程式中各個(gè)量值均為各序的數(shù)值各個(gè)量值均為各序的數(shù)值由于對(duì)各序來(lái)說(shuō)，它們都是對(duì)稱三相系統(tǒng)由于對(duì)各序來(lái)說(shuō)，它們都是對(duì)稱三相系統(tǒng)，故各序的根本方程式也只須寫(xiě)出一相，故各序的根本方程式也只須寫(xiě)出一相以以A A相來(lái)計(jì)算相來(lái)計(jì)算A A相的空載電勢(shì)用相的空載電勢(shì)用EAEA表示，并分別以表示，并分別以EA+ EA+ 、EA EA 、EA0EA0表示表示A A相的正序、負(fù)序和零序空相的正序、負(fù)序和零序空載電勢(shì)載電勢(shì)電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗

22、與等效電路 假設(shè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)總在電樞繞組中感應(yīng)相序假設(shè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)總在電樞繞組中感應(yīng)相序?yàn)闉锳 A、B B、C C的正序電勢(shì)，那么的正序電勢(shì)，那么 00AAAAEEEE同步發(fā)電機(jī)各序的根本方程式為同步發(fā)電機(jī)各序的根本方程式為00000ZIUZIUZIEUAAAAAAA電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路IA+EA+UA+(a)正序Z+IA0UA0(c)零序Z0IAUA(b)負(fù)序Z同步發(fā)電機(jī)的同步發(fā)電機(jī)的各序等效電路各序等效電路電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 假設(shè)不計(jì)各序電阻，那么方程式可改寫(xiě)為相假設(shè)不計(jì)各序電阻，那么方程式可改寫(xiě)為相序方程式序方程式00000 xxxAAAAA

23、AAIUIUIEU求解方法求解方法空載電勢(shì)和各序阻抗設(shè)為知空載電勢(shì)和各序阻抗設(shè)為知待求量是各相的電流和電壓待求量是各相的電流和電壓三個(gè)相序方程式和三個(gè)端點(diǎn)方程式三個(gè)相序方程式和三個(gè)端點(diǎn)方程式求出求出IA+IA+UA+UA+IA0IA0UA0UA0IAIAUAUA電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步電機(jī)各序阻抗與等效電路 最終求出各相電流最終求出各相電流 A2A0ACAA20ABAA0AAIaIaIIIaIaIIIIII 各相電壓各相電壓 A2A0ACAA20ABAA0AAUaUaUUUaUaUUUUUU電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路 電力系統(tǒng)中的短路缺點(diǎn)電力系統(tǒng)中的短路缺點(diǎn) 兩個(gè)階段：忽然短

24、路和穩(wěn)態(tài)短路兩個(gè)階段：忽然短路和穩(wěn)態(tài)短路 第一階段：自短路缺點(diǎn)開(kāi)場(chǎng)瞬間起，到第一階段：自短路缺點(diǎn)開(kāi)場(chǎng)瞬間起，到所出現(xiàn)的宏大沖擊電流衰減終了，普通所出現(xiàn)的宏大沖擊電流衰減終了，普通只需零點(diǎn)幾秒到幾秒只需零點(diǎn)幾秒到幾秒 第二階段：沖擊電流衰減完以后第二階段：沖擊電流衰減完以后AABCI k(1)IA=單相接地短路單相接地短路電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路 端點(diǎn)方程式端點(diǎn)方程式000CBAIIU 對(duì)稱分量分解對(duì)稱分量分解 03131AA0A)1(kAAA0AUUUIIIII電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路 相序方程相加有相序方程相加有 解得解得00 xxxAAIEj0 xx

25、xAAjEI 單相短路電流單相短路電流0) 1 (3xxxAkAjEII電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路 各序電壓各序電壓0000000000 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxAAAAAAAAAAEEUEEUEEEUjjjjjj電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路 B B相電壓相電壓02AAABUUaUaU12020aaaExxxxxA C C相電壓相電壓02AAACUUaUaU1020aaaExxxxxA電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路 x_x_和和x0 x0遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于x xx sx s 單相短路電流遠(yuǎn)較三相短路電流大單相短路電流遠(yuǎn)較三相短

26、路電流大 如把如把x_x_和和x0 x0略去，那么單相短路電流將略去，那么單相短路電流將高達(dá)三相短路電流的高達(dá)三相短路電流的3 3倍倍 例例: 某臺(tái)某臺(tái)125MW汽輪發(fā)電機(jī)的各標(biāo)么值汽輪發(fā)電機(jī)的各標(biāo)么值為為x+=1.867，x=0.22，x0=0.069，那么有，那么有6 . 2069. 022. 0867. 1867. 1330)3() 1 (xxxxIIkk電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路 兩相穩(wěn)定短路兩相穩(wěn)定短路 令令B相和相和C相直接短接相直接短接 而在分解為對(duì)稱分量時(shí)，那么仍以而在分解為對(duì)稱分量時(shí)，那么仍以A相的數(shù)量相的數(shù)量為規(guī)范為規(guī)范 并以并以I k(2)表示兩相短路電

27、流表示兩相短路電流AABCIA兩相短路兩相短路IBIC電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路 端點(diǎn)方程式端點(diǎn)方程式)2(0kCBCBAIIIUUI 對(duì)稱分量分解對(duì)稱分量分解0AAAAIIUU電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路 沒(méi)有中線銜接，故在短路電流中沒(méi)有零序分量沒(méi)有中線銜接，故在短路電流中沒(méi)有零序分量 000A0AUI 求解得求解得 和和 為為IA+IA+IAIAxxAAAjEII電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路 B相電流的對(duì)稱分量為相電流的對(duì)稱分量為xxxxAABAABjjEaIaIEaIaI22 兩相短路電流為兩相短路電流為xxABBBkEIIII3)2(電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路 兩相短路電流也較三相短路電流為大兩相短路電流也較三相短路電流為大 仍以上節(jié)所列電機(jī)的參數(shù)為例，可算得仍以上節(jié)所列電機(jī)的參數(shù)為例，可算得 I k(2) 為為 I k(3)的的1.55倍倍 兩相短路時(shí)的電壓兩相短路時(shí)的電壓xxxxxxAAAAEUEU電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路 正常相正常相A的電壓為的電壓為 短路相的電壓為短路相的電壓為xxxAAAA2EUUUAABBCBUaUaUUUU2AAAUUUaa212電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路 相電壓與短路電流的關(guān)系相電壓與短路電流的關(guān)系)2()2(332kCBkAx