同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行課件

第十四章同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行分析的方法：1、把發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)的三相電壓、電流分解成正、負(fù)、零序分量；(對(duì)稱(chēng)分量法)(UA+、UA-、UA0、IA+、IA-、IA0)2、對(duì)各個(gè)分量分別列端點(diǎn)方程式和相序方程式，并求解；(各3個(gè)方程)3、各序分量疊加，即可得實(shí)際不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行的結(jié)果。第十四章同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行分析的方法：114-1同步電機(jī)各序阻抗與等效電路對(duì)稱(chēng)分量法：（以電流為例）a、不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行分析14-1同步電機(jī)各序阻抗與等效電路對(duì)稱(chēng)分量法：（以電流為2對(duì)稱(chēng)分量法把不對(duì)稱(chēng)的三相系統(tǒng)分解為三個(gè)獨(dú)立的對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)，即正序系統(tǒng)、負(fù)序系統(tǒng)和零序系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)分量法把不對(duì)稱(chēng)的三相系統(tǒng)分解為三個(gè)獨(dú)立的對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)，即正序3不對(duì)稱(chēng)三相電流流過(guò)對(duì)稱(chēng)三相繞組的基波磁勢(shì)電流分解為三個(gè)相序分量，即正序分量、負(fù)序分量和零序分量。當(dāng)正序電流流過(guò)三相繞組時(shí)，產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，或者正序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。當(dāng)負(fù)序電流流過(guò)三相繞組時(shí)，產(chǎn)生負(fù)向旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，或者負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。(正向：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向)不對(duì)稱(chēng)三相電流流過(guò)對(duì)稱(chēng)三相繞組的基波磁勢(shì)電流分解為三個(gè)相序分4橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)當(dāng)電流為一不對(duì)稱(chēng)的三相電流，合成磁勢(shì)將有兩個(gè)分量，正序分量和負(fù)序分量，各以同步速向相反方向旋轉(zhuǎn)。在任一瞬間的合成磁勢(shì)仍按正弦分布，用旋轉(zhuǎn)矢量表示為空間矢量和。不同時(shí)刻，有不同的振幅，其端點(diǎn)軌跡為一橢圓。橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)當(dāng)電流為一不對(duì)稱(chēng)的三相電流，合成磁勢(shì)將有兩個(gè)分5正序分量的電抗產(chǎn)生正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速轉(zhuǎn)子同步速不在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢(shì)，即同步電機(jī)的對(duì)稱(chēng)運(yùn)行情況，正序電抗即同步電抗正序分量的電抗產(chǎn)生正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速6負(fù)序分量的電抗產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速、反向轉(zhuǎn)子同步速相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為2n1，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)f2=2f1的交變電勢(shì)，產(chǎn)生交變電流，起削弱負(fù)序磁場(chǎng)的作用，使氣隙中的合成負(fù)序磁場(chǎng)減弱。相當(dāng)于轉(zhuǎn)差率S=2的異步電動(dòng)機(jī)的情況。等效電抗很小。負(fù)序分量的電抗產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速、反向7負(fù)序電流的危害負(fù)序感應(yīng)電流，產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)子銅損耗負(fù)序磁場(chǎng)引起轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗，產(chǎn)生附加表面損耗負(fù)序磁場(chǎng)與正序磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生2f1頻率的交變電磁轉(zhuǎn)矩，引起振動(dòng)規(guī)定：在額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差，不得超過(guò)額定值的10％：水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)的三相電流之差，不得超過(guò)額定值的20％，同時(shí)任一相的電流不得大于額定值。負(fù)序電流的危害負(fù)序感應(yīng)電流，產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)子銅損耗規(guī)定：在額定8零序分量的電抗因?yàn)椋喝嗔阈蚧ù艅?shì)合成為零，在氣隙中不產(chǎn)生零序磁場(chǎng)。各相電樞繞組中的零序電流分量在各相繞組周?chē)a(chǎn)生零序漏磁通所以：零序電抗具有漏抗的性質(zhì)，X0X1零序分量的電抗因?yàn)椋?b、同步電機(jī)的各序等效電路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，正序磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，正序阻抗即同步電抗隱極機(jī)凸極機(jī)阻抗的主要分量是Xd、Xq特別的：短路時(shí)，正序電流為純感性電流，ψ≈90°一、正序阻抗b、同步電機(jī)的各序等效電路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，正序磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子無(wú)相對(duì)運(yùn)10二、負(fù)序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短路，電樞加上對(duì)稱(chēng)的負(fù)序電壓時(shí)，負(fù)序電樞電流所遇到的阻抗同步電機(jī)如一臺(tái)轉(zhuǎn)差率s=2的異步電動(dòng)機(jī)二、負(fù)序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短路，電樞加上對(duì)稱(chēng)的11兩種極限情況下

的負(fù)序阻抗：假設(shè)負(fù)序磁場(chǎng)比轉(zhuǎn)子漏磁通大得多，則 假設(shè)電機(jī)阻尼作用強(qiáng)（如整塊實(shí)心轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)），則轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流大，其去磁作用使負(fù)序磁場(chǎng)大大削弱，即Xm0，則體現(xiàn)負(fù)序磁場(chǎng)的作用兩種極限情況下

的負(fù)序阻抗：假設(shè)負(fù)序磁場(chǎng)比轉(zhuǎn)子漏磁通大得多，12凸極電機(jī)負(fù)序阻抗分析（不作要求）負(fù)序阻抗的測(cè)定方法之一：(1)激磁繞組短接；(2)在定子繞組施加適當(dāng)降低電壓的三相對(duì)稱(chēng)電壓；(3)同步電機(jī)由原動(dòng)機(jī)帶至同步速。轉(zhuǎn)向與定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相反。電壓表、電流表、功率表接法與普通測(cè)量三相電路的接法相同。根據(jù)讀數(shù)，可計(jì)算出負(fù)序電阻和負(fù)序電抗。凸極電機(jī)負(fù)序阻抗分析（不作要求）負(fù)序阻抗的測(cè)定方法之一：(113三、零序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短接，電樞通過(guò)零序電流時(shí)所遇到的阻抗三相繞組中零序電流產(chǎn)生的三個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng)基波分量合成為零，即不產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。每相繞組周?chē)a(chǎn)生漏磁通。故零序阻抗為漏抗性質(zhì)。三、零序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短接，電樞通過(guò)零序電14零序阻抗的測(cè)量方法(1)如圖接線(xiàn)；(2)外接一適當(dāng)電壓的單相交流電，使流入的電流數(shù)值等于額定值；(3)電機(jī)轉(zhuǎn)速為同步速；(4)激磁繞組短接。根據(jù)讀數(shù)，可計(jì)算出X0一般情況，X+>X->X0零序阻抗的測(cè)量方法(1)如圖接線(xiàn)；一般情況，X+>X->X15四、各序等效電路注意：勵(lì)磁磁場(chǎng)只在電樞繞組中感應(yīng)產(chǎn)生有正序電勢(shì)相序方程：(以A相為例)四、各序等效電路注意：相序方程：(以A相為例)16現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)載嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)的情況不多見(jiàn)?？赡苡龅降牟粚?duì)稱(chēng)運(yùn)行往往是故障狀態(tài)，比如：發(fā)電機(jī)單相接地短路、發(fā)電機(jī)兩相短路、發(fā)電機(jī)兩相接地短路等情況。下面我們主要研究上述典型的不對(duì)稱(chēng)情況?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)載嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)的情況不多見(jiàn)。可能1714-2同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路假設(shè)：非短路相空載相序方程式：端點(diǎn)方程：或者14-2同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路假設(shè)：非短路相空載相序方18可得單相短路電流為：求解上述方程，可得：由于x-、x0遠(yuǎn)小于x+，故單相短路電流接近三相短流的3倍?？傻脝蜗喽搪冯娏鳛椋呵蠼馍鲜龇匠?，可得：由于x-、x0遠(yuǎn)小于19B、C相的電壓為：B、C相的電壓為：2014-3同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路假設(shè)：正常相A開(kāi)路端點(diǎn)方程式：相序方程式：或者14-3同步發(fā)電機(jī)的兩相穩(wěn)定短路假設(shè)：正常相A開(kāi)路端點(diǎn)方21可得兩相短路電流：求解上述方程，可得：各相電壓：可得兩相短路電流：求解上述方程，可得：各相電壓：22根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)求負(fù)序電抗兩相短路電流短路相電壓開(kāi)路相電壓測(cè)出：1、短路電流；2、開(kāi)路相電壓或者短路相電壓，就可以求x-：或測(cè)出：1、短路電流；2、開(kāi)路相、短路相之間線(xiàn)電壓，就可以求x-：根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)求負(fù)序電抗兩相短路電流短路相電壓開(kāi)路相電壓測(cè)出：23例題：14-1(P282)例題：14-124思考題同步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子繞組對(duì)正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)起什么作用?對(duì)負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)起什么作用?如何理解正序電抗即系同步電抗?為什么負(fù)序電抗要比正序電抗小得多，而零序電抗較負(fù)序電抗更小?當(dāng)三相繞組中流過(guò)零序電流時(shí)，合成磁勢(shì)為零，為什么零序電抗不等于零?如果同步電機(jī)的電樞三相繞組只引出三相端點(diǎn)及中點(diǎn)，應(yīng)如何測(cè)定零序電抗思考題同步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子繞組對(duì)正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)起什么作用?對(duì)負(fù)序旋25習(xí)題14-114-2采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算分析習(xí)題14-1采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算分析26第十四章同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行分析的方法：1、把發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)的三相電壓、電流分解成正、負(fù)、零序分量；(對(duì)稱(chēng)分量法)(UA+、UA-、UA0、IA+、IA-、IA0)2、對(duì)各個(gè)分量分別列端點(diǎn)方程式和相序方程式，并求解；(各3個(gè)方程)3、各序分量疊加，即可得實(shí)際不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行的結(jié)果。第十四章同步發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行分析的方法：2714-1同步電機(jī)各序阻抗與等效電路對(duì)稱(chēng)分量法：（以電流為例）a、不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行分析14-1同步電機(jī)各序阻抗與等效電路對(duì)稱(chēng)分量法：（以電流為28對(duì)稱(chēng)分量法把不對(duì)稱(chēng)的三相系統(tǒng)分解為三個(gè)獨(dú)立的對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)，即正序系統(tǒng)、負(fù)序系統(tǒng)和零序系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)分量法把不對(duì)稱(chēng)的三相系統(tǒng)分解為三個(gè)獨(dú)立的對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)，即正序29不對(duì)稱(chēng)三相電流流過(guò)對(duì)稱(chēng)三相繞組的基波磁勢(shì)電流分解為三個(gè)相序分量，即正序分量、負(fù)序分量和零序分量。當(dāng)正序電流流過(guò)三相繞組時(shí)，產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，或者正序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。當(dāng)負(fù)序電流流過(guò)三相繞組時(shí)，產(chǎn)生負(fù)向旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，或者負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。(正向：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向)不對(duì)稱(chēng)三相電流流過(guò)對(duì)稱(chēng)三相繞組的基波磁勢(shì)電流分解為三個(gè)相序分30橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)當(dāng)電流為一不對(duì)稱(chēng)的三相電流，合成磁勢(shì)將有兩個(gè)分量，正序分量和負(fù)序分量，各以同步速向相反方向旋轉(zhuǎn)。在任一瞬間的合成磁勢(shì)仍按正弦分布，用旋轉(zhuǎn)矢量表示為空間矢量和。不同時(shí)刻，有不同的振幅，其端點(diǎn)軌跡為一橢圓。橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)當(dāng)電流為一不對(duì)稱(chēng)的三相電流，合成磁勢(shì)將有兩個(gè)分31正序分量的電抗產(chǎn)生正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速轉(zhuǎn)子同步速不在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢(shì)，即同步電機(jī)的對(duì)稱(chēng)運(yùn)行情況，正序電抗即同步電抗正序分量的電抗產(chǎn)生正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速32負(fù)序分量的電抗產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速、反向轉(zhuǎn)子同步速相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為2n1，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)f2=2f1的交變電勢(shì)，產(chǎn)生交變電流，起削弱負(fù)序磁場(chǎng)的作用，使氣隙中的合成負(fù)序磁場(chǎng)減弱。相當(dāng)于轉(zhuǎn)差率S=2的異步電動(dòng)機(jī)的情況。等效電抗很小。負(fù)序分量的電抗產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)——同步速、反向33負(fù)序電流的危害負(fù)序感應(yīng)電流，產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)子銅損耗負(fù)序磁場(chǎng)引起轉(zhuǎn)子表面的渦流損耗，產(chǎn)生附加表面損耗負(fù)序磁場(chǎng)與正序磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生2f1頻率的交變電磁轉(zhuǎn)矩，引起振動(dòng)規(guī)定：在額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差，不得超過(guò)額定值的10％：水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)的三相電流之差，不得超過(guò)額定值的20％，同時(shí)任一相的電流不得大于額定值。負(fù)序電流的危害負(fù)序感應(yīng)電流，產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)子銅損耗規(guī)定：在額定34零序分量的電抗因?yàn)椋喝嗔阈蚧ù艅?shì)合成為零，在氣隙中不產(chǎn)生零序磁場(chǎng)。各相電樞繞組中的零序電流分量在各相繞組周?chē)a(chǎn)生零序漏磁通所以：零序電抗具有漏抗的性質(zhì)，X0X1零序分量的電抗因?yàn)椋?5b、同步電機(jī)的各序等效電路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，正序磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，正序阻抗即同步電抗隱極機(jī)凸極機(jī)阻抗的主要分量是Xd、Xq特別的：短路時(shí)，正序電流為純感性電流，ψ≈90°一、正序阻抗b、同步電機(jī)的各序等效電路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，正序磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子無(wú)相對(duì)運(yùn)36二、負(fù)序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短路，電樞加上對(duì)稱(chēng)的負(fù)序電壓時(shí)，負(fù)序電樞電流所遇到的阻抗同步電機(jī)如一臺(tái)轉(zhuǎn)差率s=2的異步電動(dòng)機(jī)二、負(fù)序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短路，電樞加上對(duì)稱(chēng)的37兩種極限情況下

的負(fù)序阻抗：假設(shè)負(fù)序磁場(chǎng)比轉(zhuǎn)子漏磁通大得多，則 假設(shè)電機(jī)阻尼作用強(qiáng)（如整塊實(shí)心轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)），則轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流大，其去磁作用使負(fù)序磁場(chǎng)大大削弱，即Xm0，則體現(xiàn)負(fù)序磁場(chǎng)的作用兩種極限情況下

的負(fù)序阻抗：假設(shè)負(fù)序磁場(chǎng)比轉(zhuǎn)子漏磁通大得多，38凸極電機(jī)負(fù)序阻抗分析（不作要求）負(fù)序阻抗的測(cè)定方法之一：(1)激磁繞組短接；(2)在定子繞組施加適當(dāng)降低電壓的三相對(duì)稱(chēng)電壓；(3)同步電機(jī)由原動(dòng)機(jī)帶至同步速。轉(zhuǎn)向與定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相反。電壓表、電流表、功率表接法與普通測(cè)量三相電路的接法相同。根據(jù)讀數(shù)，可計(jì)算出負(fù)序電阻和負(fù)序電抗。凸極電機(jī)負(fù)序阻抗分析（不作要求）負(fù)序阻抗的測(cè)定方法之一：(139三、零序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短接，電樞通過(guò)零序電流時(shí)所遇到的阻抗三相繞組中零序電流產(chǎn)生的三個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng)基波分量合成為零，即不產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。每相繞組周?chē)a(chǎn)生漏磁通。故零序阻抗為漏抗性質(zhì)。三、零序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁繞組短接，電樞通過(guò)零序電40零序阻抗的測(cè)量方法(1)如圖接線(xiàn)；(2)外接一適當(dāng)電壓的單相交流電，使流入的電流數(shù)值等于額定值；(3)電機(jī)轉(zhuǎn)速為同步速；(4)激磁繞組短接。根據(jù)讀數(shù)，可計(jì)算出X0一般情況，X+>X->X0零序阻抗的測(cè)量方法(1)如圖接線(xiàn)；一般情況，X+>X->X41四、各序等效電路注意：勵(lì)磁磁場(chǎng)只在電樞繞組中感應(yīng)產(chǎn)生有正序電勢(shì)相序方程：(以A相為例)四、各序等效電路注意：相序方程：(以A相為例)42現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)載嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)的情況不多見(jiàn)。可能遇到的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行往往是故障狀態(tài)，比如：發(fā)電機(jī)單相接地短路、發(fā)電機(jī)兩相短路、發(fā)電機(jī)兩相接地短路等情況。下面我們主要研究上述典型的不對(duì)稱(chēng)情況?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)載嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)的情況不多見(jiàn)。可能4314-2同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路假設(shè)：非短路相空載相序方程式：端點(diǎn)方程：或者14-2同步發(fā)電機(jī)的單相穩(wěn)定短路假設(shè)：非短路相空載相序方44可得單相短路電流為：求解上述方程，可得：由于x-、x0遠(yuǎn)小于x+，故單相短路電流接近三相短流的3