第5章-電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程

1、第五章第五章 電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程 （電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程分析）（電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程分析） 凡造成電力系統(tǒng)運行不正常的任何連接或情況凡造成電力系統(tǒng)運行不正常的任何連接或情況均稱為均稱為電力系統(tǒng)故障電力系統(tǒng)故障。電力系統(tǒng)故障電力系統(tǒng)故障復雜故障（多重故障）簡單故障（單重故障）對稱故障三相短路 f(3)單相短路 f(1)兩相短路 f(2)兩相接地短路 f(1,1)不對稱故障短路（橫向故障）斷線（縱向故障）單相斷線 o(1)兩相斷線 o(2)5.1 短路故障概述短路故障概述 短路短路: : 是指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相是指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間

2、或相與地（或中性線）之間的連接。之間或相與地（或中性線）之間的連接。 產生短路故障的主要原因是：電力設備絕緣損壞。產生短路故障的主要原因是：電力設備絕緣損壞。 引起絕緣損壞的原因：引起絕緣損壞的原因： 各種形式的過電壓（如雷擊過電壓或操作過電壓）引起各種形式的過電壓（如雷擊過電壓或操作過電壓）引起 的絕緣子、絕緣套管表面閃絡；的絕緣子、絕緣套管表面閃絡；絕緣材料惡化等原因引起絕緣介質擊穿；絕緣材料惡化等原因引起絕緣介質擊穿；惡劣的自然條件及鳥獸跨接裸露導體造成短路；惡劣的自然條件及鳥獸跨接裸露導體造成短路；運行人員的誤操作等。運行人員的誤操作等。一一 短路的原因、類型及危害短路的原因、類型及危

3、害 短路故障分為：短路故障分為： 雖然三相短路發(fā)生的幾率最小，但其產生的后果最雖然三相短路發(fā)生的幾率最小，但其產生的后果最嚴重，也是不對稱短路的基礎，將重點研究。嚴重，也是不對稱短路的基礎，將重點研究。 短路故障大多數(shù)發(fā)生在架空輸電線路。短路故障大多數(shù)發(fā)生在架空輸電線路。 電力系統(tǒng)中在不同地點發(fā)生短路，稱為多重短路。電力系統(tǒng)中在不同地點發(fā)生短路，稱為多重短路。三相短路三相短路 f(3)兩相短路兩相短路 f(2)單相接地短路單相接地短路 f(1)兩相接地短路兩相接地短路 f(1,1)對稱短路對稱短路不對稱短路不對稱短路5%10%20%65%發(fā)生概率發(fā)生概率 短路對電力系統(tǒng)的正常運行和電氣設備有很

4、大的短路對電力系統(tǒng)的正常運行和電氣設備有很大的危害：危害： 短路回路中的短路回路中的電流急劇增大電流急劇增大。其熱效應會引起導體或其絕緣的。其熱效應會引起導體或其絕緣的損壞；同時電動力效應也可能使導體變形或損壞。損壞；同時電動力效應也可能使導體變形或損壞。 破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性是短路可能造破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性是短路可能造成的最嚴重后果。成的最嚴重后果。 短路還會引起電網(wǎng)中短路還會引起電網(wǎng)中電壓大幅下降電壓大幅下降，結果可能使部分用戶的供結果可能使部分用戶的供電受到破壞，用電設備不能正常工作。電受到破壞，用電設備不能正常工作。 不對稱短路所引起的不平衡電流，產生不平衡磁通，會在鄰近不對稱短路所引起的不平

5、衡電流，產生不平衡磁通，會在鄰近的平行通信線路內感應出電動勢，造成對的平行通信線路內感應出電動勢，造成對通信系統(tǒng)的干擾通信系統(tǒng)的干擾，威脅，威脅人身和設備安全。人身和設備安全。 由于短路引起系統(tǒng)中功率分布的變化，發(fā)電機輸出功率與輸由于短路引起系統(tǒng)中功率分布的變化，發(fā)電機輸出功率與輸 入功率不平衡，可能會引起并列運行的發(fā)電機失去同步，入功率不平衡，可能會引起并列運行的發(fā)電機失去同步，破壞破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性系統(tǒng)穩(wěn)定性，造成大面積停電。，造成大面積停電。 電力系統(tǒng)要采取適當?shù)拇胧┙档投搪饭收系碾娏ο到y(tǒng)要采取適當?shù)拇胧┙档投搪饭收系陌l(fā)生概率或減少損失，如：發(fā)生概率或減少損失，如：采用合理的防雷設施，加強運

6、行維護管理等。采用合理的防雷設施，加強運行維護管理等。通過采用繼電保護裝置，迅速作用于切除故障設備，保證通過采用繼電保護裝置，迅速作用于切除故障設備，保證無故障部分的安全運行。無故障部分的安全運行。架空線路普遍采用自動重合閘裝置，發(fā)生短路時斷路器迅架空線路普遍采用自動重合閘裝置，發(fā)生短路時斷路器迅速跳閘，經一定時間（速跳閘，經一定時間（0.41s）斷路器自動合閘。）斷路器自動合閘。線路上的電抗器，通常也是為限制短路電流而裝設的。線路上的電抗器，通常也是為限制短路電流而裝設的。 短路計算目的：短路計算目的：選擇有足夠電動力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性的電氣設備，選擇有足夠電動力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性的電氣設備，合理的

7、配置繼電保護及自動裝置，并正確整定其參數(shù)。合理的配置繼電保護及自動裝置，并正確整定其參數(shù)。選擇最佳的主接線方案。選擇最佳的主接線方案。進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的計算。進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的計算。確定電力線路對鄰近通信線路的干擾等。確定電力線路對鄰近通信線路的干擾等。故障分析計算方法的特點避免對微分方程直接求解，采用一定的工避免對微分方程直接求解，采用一定的工具和假設使問題簡化具和假設使問題簡化微分方程代數(shù)化，微分方程代數(shù)化，暫態(tài)分析穩(wěn)態(tài)化暫態(tài)分析穩(wěn)態(tài)化避開對不對稱故障直接求解，采用一定的避開對不對稱故障直接求解，采用一定的工具將不對稱問題轉化為對稱問題的疊加工具將不對稱問題轉化為對稱問題的疊加進行

8、處理進行處理不對稱問題對稱化不對稱問題對稱化 無限大功率電源是個相對概念。無限大功率電源是個相對概念。p若電源的內阻抗小于短路回路總阻抗的若電源的內阻抗小于短路回路總阻抗的10%，即可以，即可以認為電源為無限大功率電源。認為電源為無限大功率電源。p例如，多臺發(fā)電機并聯(lián)運行或短路點遠離電源等情況，例如，多臺發(fā)電機并聯(lián)運行或短路點遠離電源等情況，都可以看作無限大功率電源供電的系統(tǒng)。都可以看作無限大功率電源供電的系統(tǒng)。 恒定電勢源恒定電勢源/ /無限大功率電源無限大功率電源：假設電源的容量：假設電源的容量為無限大，內阻抗為零，其為無限大，內阻抗為零，其頻率和電壓保持恒頻率和電壓保持恒定定。一無限大功

9、率電源供電的三相對稱系統(tǒng)，短路發(fā)生前，電一無限大功率電源供電的三相對稱系統(tǒng)，短路發(fā)生前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，三相電流對稱路處于穩(wěn)定狀態(tài)，三相電流對稱式中式中：為短路（或合閘）前瞬間電壓的相位角，也稱為合閘角。為短路（或合閘）前瞬間電壓的相位角，也稱為合閘角。 a a相的電源電壓為相的電源電壓為)sin(tUuma)()()()()sin(| 0 |222000RRLLarctgLLRRUItIimMMa 該方程為一階常系數(shù)、該方程為一階常系數(shù)、線性、非齊次常微分方線性、非齊次常微分方程。程。 其解即為短路時的全電其解即為短路時的全電流，包括穩(wěn)態(tài)分量與暫流，包括穩(wěn)態(tài)分量與暫態(tài)分量態(tài)分量 假設在假設

10、在t=0st=0s時，系統(tǒng)時，系統(tǒng) 點發(fā)生三相短路點發(fā)生三相短路f與無限大功率電源相連的與無限大功率電源相連的左側電路左側電路，此時電路仍然為對，此時電路仍然為對稱電路稱電路以以a a相為例，滿足以下微分方程：相為例，滿足以下微分方程： )sin(tURidtdiLmaa 穩(wěn)態(tài)分量穩(wěn)態(tài)分量：電路達到穩(wěn)態(tài)時的短路電流：電路達到穩(wěn)態(tài)時的短路電流 又稱交流分量、又稱交流分量、強制分量或周期分量強制分量或周期分量 ，與所在相的電源電壓有相同的變，與所在相的電源電壓有相同的變化規(guī)律，即：化規(guī)律，即： paiaiRLarctgLRUItIiimmmpaa22)()sin( 暫態(tài)分量暫態(tài)分量：（：（又稱自由

11、分量或非周期分量又稱自由分量或非周期分量）是按指數(shù)規(guī)）是按指數(shù)規(guī)律不斷衰減的電流，衰減的速度與時間常數(shù)成正比。律不斷衰減的電流，衰減的速度與時間常數(shù)成正比。電感中的電流不能躍變電感中的電流不能躍變，短路前后瞬間電流值應相等，短路前后瞬間電流值應相等，將將t=0t=0代入即有：代入即有： TtmaapaaCetIiii)sin(短路全電流表達式為短路全電流表達式為：C C為待定積分常數(shù)，由電路的初始條件決定。為待定積分常數(shù)，由電路的初始條件決定。 TtaaCei000000)sin()sin(aapamamaiiCIiIi則則)sin()sin(00000mmpaaaaIIiiiC 短路全電流為

12、：短路全電流為： mI可見：三相短路電流的周期分量是一組對稱正弦量，其幅可見：三相短路電流的周期分量是一組對稱正弦量，其幅值值 由電源電壓幅值及短路回路總阻抗決定，相位彼此互由電源電壓幅值及短路回路總阻抗決定，相位彼此互差差 ；各相短路電流的非周期分量具有不同的初始值，并按照指各相短路電流的非周期分量具有不同的初始值，并按照指數(shù)規(guī)律衰減，衰減的時間常數(shù)為數(shù)規(guī)律衰減，衰減的時間常數(shù)為非周期分量衰減趨于零，表明暫態(tài)過程結束，電路進入新非周期分量衰減趨于零，表明暫態(tài)過程結束，電路進入新的穩(wěn)定狀態(tài)。的穩(wěn)定狀態(tài)。aT120TtmmmcTtmmmbTtmmmaeIItIieIItIieIItIi)120s

13、in()120sin()120sin()120sin()120sin()120sin()sin()sin()sin(0000000000001 1）短路沖擊電流）短路沖擊電流l短路前電路為空載狀態(tài)短路前電路為空載狀態(tài)l| |-|=90|=90o o 。短路回路的感抗遠大于電阻。短路回路的感抗遠大于電阻R，認為，認為 = = 9090o o ，即，即 =0=0o o或或180180o o短路沖擊電流出現(xiàn)的條件：短路沖擊電流出現(xiàn)的條件：最大可能的短路電流最大可能的短路電流瞬時值瞬時值稱為稱為短路沖擊電流短路沖擊電流，以，以iM表示表示TtmmmaeIItIi)sin()sin()sin(00由由可

14、知，只有當非周期分量電流最大時，總的短路電流才最大可知，只有當非周期分量電流最大時，總的短路電流才最大 短路沖擊電流短路沖擊電流短路沖擊電流，在短路發(fā)生后約半個周期，即短路沖擊電流，在短路發(fā)生后約半個周期，即0.01s（設頻率（設頻率為為50Hz）出現(xiàn)。）出現(xiàn)。式中式中KM稱為稱為沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)，即沖擊，即沖擊電流值相對于故障后周期電流電流值相對于故障后周期電流幅值的倍數(shù)。幅值的倍數(shù)。其值與時間常數(shù)其值與時間常數(shù)T有關，通常取有關，通常取為為1.81.91.81.9。 沖擊電流主要用于檢驗電氣沖擊電流主要用于檢驗電氣設備和載流導體的動穩(wěn)定。設備和載流導體的動穩(wěn)定。沖擊電流：沖擊電流：IKIK

15、IeeIIiMmMmTTmmM2)1 (01. 001. 02 2）最大有效值電流）最大有效值電流tI在三相短路的暫態(tài)過程中，任一時刻在三相短路的暫態(tài)過程中，任一時刻t t的的短路電流有效短路電流有效值值 ，是指以時刻，是指以時刻t t為中心的一個周期內瞬時電流的均方為中心的一個周期內瞬時電流的均方根值。根值。2ptmPtIIpti假設周期分量假設周期分量 在計算周期內幅值恒定，在計算周期內幅值恒定，t t時刻的周期電時刻的周期電流有效值為流有效值為atatIiati假設非周期分量假設非周期分量 在以時間在以時間t t為中心的一個周期內不變，為中心的一個周期內不變，因此其有效值等于瞬時值，即因

16、此其有效值等于瞬時值，即22atpttIII因此因此t t時刻短路全電流的有效值為：時刻短路全電流的有效值為： 最大有效值電流最大有效值電流 最大有效值電流最大有效值電流發(fā)生在短路后的半個周期時，其值為：發(fā)生在短路后的半個周期時，其值為： 22222222)01. 0(2) 1(21) 1(212) 1()2/()()2/()2/(MMmMmmmMmstatmMKIKIKIIIiIiII當當KM=1.9時，時，IM=1.62I，當，當KM=1.8時，時，IM=1.51I 短路功率短路功率也稱也稱短路容量短路容量，等于短路電流，等于短路電流有效值有效值與短路點處與短路點處的的正常工作電壓正常工作

17、電壓（一般用平均額定電壓）的乘積，（一般用平均額定電壓）的乘積，tBBtavtIIUIUS33用標么值表示時，有用標么值表示時，有 在短路電流的實用計算中，常用在短路電流的實用計算中，常用短路周期分量電流的初短路周期分量電流的初始有效值始有效值來計算短路功率。來計算短路功率。tavtIUS3t t時刻的短路功率時刻的短路功率: : 短路功率主要用于校驗開關的切斷能力。短路功率主要用于校驗開關的切斷能力。例5.1 電網(wǎng)中f點發(fā)生三相短路時，6.3kV母線電壓保持不變，如設計要求短路沖擊電流不得超過20kA，試確定可平行鋪設的電纜線路數(shù)。其中電抗器和電纜的參數(shù)如下： 電抗器：6kV， 200A，

18、x=4%，額定有功功率損耗為每相1.68kW； 電纜：長1250m，x=0.083/km，r=0.37/km結論無限大功率電源供電系統(tǒng)的三相短路無限大功率電源供電系統(tǒng)的三相短路電流電流由由周期分量周期分量和和非周期分量非周期分量兩部分組成。兩部分組成。周周期分量始終存在且不衰減，而非周期分量期分量始終存在且不衰減，而非周期分量將衰減至零將衰減至零；短路電流周期分量短路電流周期分量有效值是一個非常重要有效值是一個非常重要的量。短路沖擊電流、最大有效值電流和的量。短路沖擊電流、最大有效值電流和短路功率都可在此基礎上求得。短路功率都可在此基礎上求得。 在實際電力系統(tǒng)中，發(fā)生突然短路時，作為電源，同在

19、實際電力系統(tǒng)中，發(fā)生突然短路時，作為電源，同步發(fā)電機的內部也要出現(xiàn)暫態(tài)過程，其機端電壓和頻步發(fā)電機的內部也要出現(xiàn)暫態(tài)過程，其機端電壓和頻率都將發(fā)生變化。率都將發(fā)生變化。 一般情況下，分析電力系統(tǒng)短路時，必須計及同步電一般情況下，分析電力系統(tǒng)短路時，必須計及同步電機的暫態(tài)過程。機的暫態(tài)過程。 由于同步發(fā)電機轉子慣性較大，可以近似認為轉子保由于同步發(fā)電機轉子慣性較大，可以近似認為轉子保持同步轉速，頻率恒定。持同步轉速，頻率恒定。 發(fā)電機六個回路：發(fā)電機六個回路： 三個定子繞組三個定子繞組 勵磁繞組勵磁繞組, 直軸和交軸阻尼繞組直軸和交軸阻尼繞組對發(fā)電機內部物理過程分析所作的假設對發(fā)電機內部物理過程

20、分析所作的假設1、同步發(fā)電機是理想電機、同步發(fā)電機是理想電機2、暫態(tài)過程中同步發(fā)電機保持同步轉速、暫態(tài)過程中同步發(fā)電機保持同步轉速3、發(fā)生短路后勵磁電壓始終不變、發(fā)生短路后勵磁電壓始終不變4、短路發(fā)生在發(fā)電機的出線端口、短路發(fā)生在發(fā)電機的出線端口一個無外電源的閉合回路，有：一個無外電源的閉合回路，有：故，超導體閉合回路磁鏈守恒故，超導體閉合回路磁鏈守恒換路瞬間電感線圈中的磁鏈不發(fā)生突變，即電感中換路瞬間電感線圈中的磁鏈不發(fā)生突變，即電感中的電流不能發(fā)生突變的電流不能發(fā)生突變一一 超導體閉合回路磁鏈守恒原則超導體閉合回路磁鏈守恒原則同步電機短路物理過程分析的依據(jù)同步電機短路物理過程分析的依據(jù)0

21、Ridtd空載運行時，只有勵磁電流空載運行時，只有勵磁電流 產生磁通，扣除漏磁通產生磁通，扣除漏磁通后，穿過主磁路的主磁路后，穿過主磁路的主磁路 交鏈定子三相繞組。交鏈定子三相繞組。 二二 定子短路電流和轉子回路電流分量的分析定子短路電流和轉子回路電流分量的分析0fi0t=0時刻定子突然三相短路，令該時刻與轉子位置相對應的時刻定子突然三相短路，令該時刻與轉子位置相對應的為為 0，則，則短路后短路后主磁通交鏈三相磁鏈的表達式為：主磁通交鏈三相磁鏈的表達式為：1 定子短路電流分量定子短路電流分量)120cos()120cos()cos(00000tttcba)120cos()120cos()cos

22、(00000000tttcba 根據(jù)磁鏈不突變原理，三相回路的磁鏈將保持上式。根據(jù)磁鏈不突變原理，三相回路的磁鏈將保持上式。因此，短路后三相回路將感應電流，其產生的磁鏈因此，短路后三相回路將感應電流，其產生的磁鏈 應滿足以下的關系：應滿足以下的關系：短路瞬間三相磁鏈的瞬時值為：短路瞬間三相磁鏈的瞬時值為：)120cos()120cos()cos(00000000000cba)120cos()120cos()cos(00000000000000tttccbbaacccbbbaaacba, 三相的直流合成為一個在空間靜止的磁勢，該靜止的磁三相的直流合成為一個在空間靜止的磁勢，該靜止的磁勢遇到的磁阻

23、是周期變化的（因為轉子的直軸和交軸的磁勢遇到的磁阻是周期變化的（因為轉子的直軸和交軸的磁阻即暫態(tài)磁阻是不同的），周期為阻即暫態(tài)磁阻是不同的），周期為180180度電角度，頻率為兩度電角度，頻率為兩倍于基頻。倍于基頻。直流直流定子回路電流分析定子回路電流分析基頻交流基頻交流 因此，為產生恒定的磁鏈，磁勢的大小隨磁阻作相應的因此，為產生恒定的磁鏈，磁勢的大小隨磁阻作相應的變化，即變化，即直流電流的大小不是恒定的，而是按照兩倍基頻波直流電流的大小不是恒定的，而是按照兩倍基頻波動動。也可以理解為定子三相中除了大小不變的也可以理解為定子三相中除了大小不變的直流分量外，還有一個直流分量外，還有一個倍頻交流

24、電流倍頻交流電流。定子三相基頻交流電流的影響定子三相基頻交流電流的影響：合成一個與轉子同：合成一個與轉子同步旋轉的電樞反應磁勢，該磁勢對轉子為去磁作用，步旋轉的電樞反應磁勢，該磁勢對轉子為去磁作用，因此因此勵磁回路為了保持自身磁鏈不突變，也要產生勵磁回路為了保持自身磁鏈不突變，也要產生一個一個直流電流分量直流電流分量，方向，方向與原有勵磁電流相同與原有勵磁電流相同。定子電流中直流分量和定子電流中直流分量和倍頻分量的影響倍頻分量的影響：定子電流：定子電流中直流分量和中直流分量和倍頻分量倍頻分量的磁場與轉子的相對速度均的磁場與轉子的相對速度均為同步轉速，這兩種電樞反應均會在勵磁回路中感為同步轉速，

25、這兩種電樞反應均會在勵磁回路中感應出應出基頻交流電流分量基頻交流電流分量。2 轉子回路電流分析轉子回路電流分析3 阻尼回路電流分量阻尼回路電流分量 定子短路前等值的阻尼繞組定子短路前等值的阻尼繞組D D 和和Q Q 中均無電流。中均無電流。短路后短路后D D 繞組繞組中和勵磁繞組一樣會感生中和勵磁繞組一樣會感生直流電流直流電流和和基頻基頻交流電流交流電流。 而而Q Q 繞組繞組中中只感生只感生基頻交流電流基頻交流電流而沒有直流電流而沒有直流電流( (這這是因為假設定子回路電阻為零，定子基頻交流電流只有是因為假設定子回路電阻為零，定子基頻交流電流只有直軸方向的電樞反應直軸方向的電樞反應) ) 。

26、4 定子和轉子回路電流分量的對應關系和衰減定子和轉子回路電流分量的對應關系和衰減定子回路定子回路穩(wěn)態(tài)短路電穩(wěn)態(tài)短路電流流 直流電流直流電流 倍頻電流倍頻電流基頻交流電流初始基頻交流電流初始和穩(wěn)態(tài)值之差和穩(wěn)態(tài)值之差勵磁回路勵磁回路D阻尼回路阻尼回路Q阻尼回路阻尼回路 勵磁電流勵磁電流基頻交流電流基頻交流電流基頻交流電流基頻交流電流基頻交流電流基頻交流電流自由直流電流自由直流電流自由直流電流自由直流電流時間常數(shù)時間常數(shù) Ta Tf TDi|0|fiai2ifiDiQiifaiDai5.4 無阻尼繞組同步電機三相短路電流計算無阻尼繞組同步電機三相短路電流計算一一 暫態(tài)電勢和暫態(tài)電抗暫態(tài)電勢和暫態(tài)電抗

27、ffdadfqqqfaddddixixixixixfadfaaddxxxxxxffdfadffaddadfdfaddafaddadadixiixixxixiixixixixx)()()()(磁鏈平衡等值電路:我們關心的是定子側的量，所以消去轉子側的電流我們關心的是定子側的量，所以消去轉子側的電流dfaddffadfdadfaddddixxxxxxixxix)()(2qEdxfxdifiadxaxdf其中， 為暫態(tài)電勢， 為直軸暫態(tài)電抗qEdxdfaddqffadxxxxExx)(2ddqdixE0fr0r0dffffdqqqqdddiruriuriu對于上三式，若忽略繞組電阻，即 在暫態(tài)過程中

28、，磁鏈守恒， 0q0f1設ddqdqqqqdixEuixuddqqqddqqqqdIx jIjxEix jEjixUUUqqddqIjxIx jUEQqEIjxUqqdddqdqIjxIx jIjxIjxUdqdqIxxjIjxU)(dqdQIxxjE)(dduUqqjuUddiIqqjiIqqEjE或引入或引入暫態(tài)電抗后電勢暫態(tài)電抗后電勢 此時，有此時，有qdqqIxxjEE)(同步電機相量圖同步電機相量圖Ix jEUd二二 不計衰減時的短路電流算式（空載情況下）不計衰減時的短路電流算式（空載情況下）)2cos(112cos112)cos()()cos(000000000txxExxEtxE

29、xEtxEiqdqqdqdqdqdqa將發(fā)電機機端短路分解為正常運行分量和故障分量的疊將發(fā)電機機端短路分解為正常運行分量和故障分量的疊加。其中故障分量是發(fā)電機無勵磁電源的情況下突然在端口加。其中故障分量是發(fā)電機無勵磁電源的情況下突然在端口加上一負的電壓源（大小為故障點正常運行時的電壓）。加上一負的電壓源（大小為故障點正常運行時的電壓）。機端機端短路短路tExxxxExxxxiiiiiqdadddqdadddfffaffcos)()(0000 原則原則1 為了維持繞組磁鏈不變而產生自由電流，如果該自由電流產生的磁勢相對于繞組靜止，那么這個電流將按照該繞組的時間常數(shù)衰減，同時，與該自由電流相依存的

30、電流也按該時間常數(shù)衰減； 原則原則2 計算某繞組的時間常數(shù)，只考慮該繞組的電感與電阻之比，而忽略其它繞組的電阻影響。三三 自由電流的衰減自由電流的衰減 時間常數(shù) 定子的直流按照定子繞組的時間常數(shù) 衰減，轉子繞組的直流按照轉子繞組的時間常數(shù) 衰減。其中 為定子繞組開路時勵磁繞組的時間常數(shù)。RLT rxxxxTqdqda2aTdTdddfaadfdxxTrxxxT0/fffadfdrxrxxT0)2cos(112cos112)cos()()cos(000000000texxEexxEtexExEtxEiaadTtqdqTtqdqTtdqdqdqa機端機端短路短路轉子勵磁繞組上的電流 的表達試tex

31、ExxexExxIiIIIadTtdqfadTtdqfadfffaffcos0000fI四四 負載狀態(tài)下的突然短路負載狀態(tài)下的突然短路 將發(fā)電機機端短路分解為正常運行分量和故障分量的疊加。將發(fā)電機機端短路分解為正常運行分量和故障分量的疊加。其中故障分量是發(fā)電機無勵磁電源的情況下突然在端口加上一其中故障分量是發(fā)電機無勵磁電源的情況下突然在端口加上一負的電壓源（大小為故障點正常運行時的電壓）。與空載不同負的電壓源（大小為故障點正常運行時的電壓）。與空載不同之處在于：之處在于：id0, iq 0, Ud00)2cos()11(2)cos()11(2)cos()()cos(00000000000texxVexxVtexExEtxEiaadTtqdTtqdTtdqdqdqa機端機端短路短路 如短路發(fā)生在距發(fā)電機機端一個阻抗如短路發(fā)生在距發(fā)電機機端一個阻抗re+jxe后，則前述公式（包括衰減時間常數(shù)公式）中后，則前述公式（包括衰減時間常數(shù)公式）中的參數(shù)的參數(shù) r , xd, xd, xq 分別變?yōu)榉謩e變?yōu)閞 +re, xd +xe, xd +xe, xq +xe 。 此時短路前的穩(wěn)態(tài)電壓應取實際短路點的電此時短路前的穩(wěn)態(tài)電壓應取實際短路點的電壓。壓。例：已知一同步