同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析-第二講

第二章同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析主講人：黎靜華2.1同步發(fā)電機(jī)突然短路實(shí)測(cè)波形t=0時(shí)同步發(fā)電機(jī)三相突然短路時(shí)的A相電流的實(shí)測(cè)波形測(cè)試條件：轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組有勵(lì)磁、定子回路開路即空載運(yùn)行情況下，定子三相繞組突然三相短路。2.1同步發(fā)電機(jī)突然短路實(shí)測(cè)波形t=0時(shí)同步發(fā)電機(jī)三相突然短路時(shí)的勵(lì)磁電流的實(shí)測(cè)波形測(cè)試條件：轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組有勵(lì)磁、定子回路開路即空載運(yùn)行情況下，定子三相繞組突然三相短路。2.1同步發(fā)電機(jī)突然短路實(shí)測(cè)波形

t=0時(shí),同步發(fā)電機(jī)定子繞組三相突然短路時(shí)的電流波形分解圖如下:短路電流波形分解—三相直流分量2.1同步發(fā)電機(jī)突然短路實(shí)測(cè)波形短路電流波形分解—交流分量2.1同步發(fā)電機(jī)突然短路實(shí)測(cè)波形短路電流包絡(luò)線中心偏離時(shí)間軸，說明短路電流中含有衰減的非周期分量；交流分量的幅值是衰減的，說明電勢(shì)或阻抗是變化的。勵(lì)磁回路電流也含有衰減的交流分量和非周期分量，說明定子短路過程中有一個(gè)復(fù)雜的電樞反應(yīng)過程。三相短路后內(nèi)部物理過程和短路電流分析理想電機(jī)：有阻尼繞組的凸極式同步發(fā)電機(jī)

定子方面有靜止的三相繞組a、b、c；

轉(zhuǎn)子方面有與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的一個(gè)勵(lì)磁繞組f、

縱軸等效阻尼繞組D和橫軸等效阻尼繞組Q。三相短路后內(nèi)部物理過程和短路電流分析理想電機(jī)：忽略磁飽和現(xiàn)象；繞組都是對(duì)稱的，（實(shí)際制作中并不對(duì)稱）；定子磁勢(shì)在空間按正弦規(guī)律變化；忽略高次諧波（忽略溝槽的作用）。短路后各繞組的磁鏈及電流分量定子繞組磁鏈和短路電流分量：轉(zhuǎn)子以ω0的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，主磁通Φ0交鏈定子abc繞組，即三相繞組的磁通：短路后各繞組的磁鏈及電流分量定子繞組磁鏈：在t=0（短路時(shí)刻）瞬間，各繞組的磁鏈初值為：由于繞組中的磁鏈不突變，若忽略電阻，則磁鏈?zhǔn)睾?，繞組中的磁鏈將保持以上值。短路后各繞組的磁鏈及電流分量短路電流分量：Ψa

i是定子繞組中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁鏈，其中心軸偏離時(shí)間軸，則定子電流中包含基頻交流iω和直流分量iα。

短路后各繞組的磁鏈及電流分量三相繞組中的直流分量合成為一個(gè)空間靜止的磁場(chǎng):短路后各繞組的磁鏈及電流分量三相繞組中的直流分量合成為一個(gè)空間靜止的磁場(chǎng):當(dāng)轉(zhuǎn)子縱軸與重合時(shí)，氣隙最小，則電感系數(shù)L大，需小；當(dāng)轉(zhuǎn)子縱軸與垂直時(shí)，氣隙最大，則電感系數(shù)L小，需大；由于磁阻的變化周期是180°，所以非周期分量包含2倍頻分量和直流分量：

勵(lì)磁回路中的電流分量:勵(lì)磁電壓作用下的依然存在；

2.定子三相交流產(chǎn)生去磁的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Ψad=-ψ0,其突然穿越勵(lì)磁繞組，則勵(lì)磁繞組要保持磁鏈不突變，需感生直流電流；3.勵(lì)磁繞組以同步轉(zhuǎn)速切割空間靜止的磁場(chǎng)，將產(chǎn)生基頻交流。4.阻尼回路電流分量:磁鏈軸線在d軸方向的稱為直軸阻尼繞組D，

；2.磁鏈軸線在q軸方向的稱為交軸阻尼繞組Q，

；定、轉(zhuǎn)子回路電流分量的對(duì)應(yīng)關(guān)系:自由電流分量：維持繞組本身磁鏈不突變而感生的電流，其衰減主要由該繞組的電阻所確定；強(qiáng)制電流分量：由電勢(shì)產(chǎn)生的電流。定、轉(zhuǎn)子回路電流分量的衰減關(guān)系:定子繞組自由分量電流、按定子回路時(shí)間常數(shù)衰減，所以，由靜止磁場(chǎng)引起的轉(zhuǎn)子電流、、也按衰減；維持轉(zhuǎn)子繞組磁鏈不突變的自由分量電流、起到勵(lì)磁電流的作用，其衰減變化引起定子周期分量電流由初始的衰減到的衰減遠(yuǎn)快于，則可認(rèn)為衰減完畢，變化甚少；定、轉(zhuǎn)子回路電流分量的衰減關(guān)系:定子三相短路后，近似不變而衰減到零的過程的衰減時(shí)間常數(shù)為，其主要由阻尼繞組的電阻所確定，是衰減到的過程；衰減到零的過程的衰減時(shí)間常數(shù)為，其主要由勵(lì)磁繞組的電阻所確定，是衰減到的過程；

短路電流基頻交流分量的穩(wěn)態(tài)值:穩(wěn)態(tài)短路時(shí)的電樞反應(yīng)定子繞組電壓方程：短路電流基頻交流分量的初始值:不計(jì)阻尼回路時(shí)基頻交流分量初始值：因I’產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁通

所經(jīng)的磁路為繞勵(lì)磁繞組外側(cè)，其對(duì)應(yīng)的電壓降為，則電壓方程為短路電流基頻交流分量的初始值:計(jì)及阻尼回路時(shí)基頻交流分量初始值

I”

：

I”為計(jì)及阻尼回路時(shí)初始基頻交流電流----次暫態(tài)電流；

為繞勵(lì)磁繞組和阻尼繞組外側(cè)的定子磁通所對(duì)應(yīng)的電抗----次暫態(tài)電抗。短路電流基頻交流分量分析:次暫態(tài)暫態(tài)穩(wěn)態(tài)I”短路電流的近似公式:基頻交流分量電流的近似公式：突然短路過程中，電樞反應(yīng)引起磁路變化，相應(yīng)的阻抗分別為：

阻尼電流衰減完畢

穩(wěn)態(tài)

突然短路過程中，電樞反應(yīng)引起磁路變化，相應(yīng)的電流分別為：

阻尼電流衰減完畢

穩(wěn)態(tài)

短路電流的近似公式:基頻交流分量電流的近似公式：突