第606同步發(fā)電機的不對稱運行

6.6同步發(fā)電機的不對稱運行不對稱運行產(chǎn)生的原因一、單相負(fù)載：1.民用電：照明與家用電器2.工業(yè):電氣鐵軌采用單相電源為牽引電機供電二、發(fā)電機或系統(tǒng)非正常運行1、系統(tǒng)有較大的不對稱負(fù)載。2、電機或系統(tǒng)出現(xiàn)故障，例如發(fā)電機定子繞組故障，由于雷擊、短路等事故等。研究電機不對稱運行最有效的方法是對稱分量法。不對稱分量對稱分量法：即將一組不對稱的三相相量分解成三組〔正序、負(fù)序和零序〕對稱分量，分別研究各個對稱分量，然后將其各對稱分量的結(jié)果迭加起來而得到最后結(jié)果。對稱分量分別計算結(jié)果疊加適合于線性系統(tǒng)對稱分量法回憶：三相系統(tǒng)的對稱分量正序分量零序分量負(fù)序分量是一個算子,相量乘以，將使此相量逆時針旋轉(zhuǎn)不對稱分量的分解：每相電流分解為三個分量，每相磁勢也可分解為三個分量。當(dāng)正序電流流過三相繞組時，產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁勢，亦稱正序旋轉(zhuǎn)磁勢當(dāng)負(fù)序電流流過三相繞組時，產(chǎn)生負(fù)向旋轉(zhuǎn)磁勢正序電動勢就是正常的空載電動勢，即：正序電壓方程式：一、正序分量和正序電抗X+6.6.1各相序的根本方程式和等效電路轉(zhuǎn)子直流勵磁的磁通在定子繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢的相序，定為正序。當(dāng)定子繞組中三相電流的相序與Ｅ0一致時，就是正序電流。正序電流流過定子繞組時所對應(yīng)的電抗，就是正序電抗，在數(shù)值上，研究不對稱問題時，由于電樞電阻遠(yuǎn)小于電抗，故短路電流中的正序分量和直軸電抗根本相當(dāng)，即：正序電抗X+二、負(fù)序分量和負(fù)序電抗X-

發(fā)電機沒有反轉(zhuǎn)的勵磁磁通，定子繞組中不會感應(yīng)負(fù)序電勢，。負(fù)序電流作用下產(chǎn)生漏磁通及氣隙磁通，與相對應(yīng)的漏電抗及負(fù)序電樞反應(yīng)磁通對應(yīng)的電抗之和為負(fù)序電抗，A相定子回路負(fù)序電壓方程式為：負(fù)序電抗

負(fù)序電流流過定子繞組所對應(yīng)的電抗就是負(fù)序電抗。由于負(fù)序電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，負(fù)序磁場將以兩倍同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子上的所有繞組。在正常運行時，這些繞組都是自成閉路的，因而產(chǎn)生兩倍頻率的電流，這就相當(dāng)于感應(yīng)電機運行于轉(zhuǎn)差率時的制動狀態(tài)，所以同步電機負(fù)序狀態(tài)下的等效電路與感應(yīng)電機等效電路極為類似。異步電機的等效電路D軸負(fù)序阻抗的等效電路轉(zhuǎn)子阻尼繞組可以求出直軸的負(fù)序電抗：

d軸的超瞬變電抗異步電機的等效電路q軸負(fù)序阻抗的等效電路q軸沒有勵磁繞組交軸的負(fù)序電抗：

q軸的超瞬變電抗負(fù)序電抗的平均值為：其中，X"d，X"q

稱為直軸和交軸的超瞬態(tài)電抗。三、零序分量和零序電抗X0

，零序電流作用下產(chǎn)生漏磁通，與此對應(yīng)的電抗為零序電抗。A相定子回路電壓方程式為：零序阻抗當(dāng)轉(zhuǎn)子正向同步旋轉(zhuǎn)，勵磁繞組短接，電樞通過零序電流時所遇到的阻抗三相繞組中零序電流產(chǎn)生的三個脈動磁場基波分量合成為零，即不產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁場。三及其倍數(shù)次空間諧波合成諧波脈動磁勢，對零序阻抗產(chǎn)生影響，且隨轉(zhuǎn)子位置〔直軸、交軸〕的變化而產(chǎn)生脈動，性質(zhì)為漏抗性質(zhì)〔諧波漏抗〕每相繞組周圍產(chǎn)生漏磁通，影響零序阻抗。6.6.2同步發(fā)電機的不對稱穩(wěn)態(tài)短路一、單相對中點短路端口約束條件：將短路電流分解為對稱分量電壓的關(guān)系：1.短路電流：忽略電樞電阻以上分析的是短路電流的基波。由于負(fù)序電抗及零序電抗比正序電抗小得多，故單相短路電流遠(yuǎn)較三相短路電流為大，近似是三相短路電流的三倍，單相負(fù)載的分析方法與單相短路類似。開路相的電壓：二、兩相短路端口約束條件：將短路電流分解為對稱分量電壓的關(guān)系：忽略電樞電阻開路相的電壓：三、三種穩(wěn)態(tài)短路電流的比較單相對中點短路兩相短路三相穩(wěn)態(tài)短路忽略負(fù)序電抗和零序電抗同步發(fā)電機不對稱運行的主要危害是在定子中產(chǎn)生了三相負(fù)序電流，此負(fù)序電流在電機氣隙中將建立反向旋轉(zhuǎn)磁場，以兩倍同步速切割轉(zhuǎn)子上的一切金屬部件，并在其中產(chǎn)生電勢及電流，增中轉(zhuǎn)子的損耗及發(fā)熱，引起倍頻機械振動，影響發(fā)電機的正常運行。6.6.3負(fù)序和零序參數(shù)測定兩相穩(wěn)態(tài)短路法測負(fù)序阻抗測量電壓UAB和兩相短路電流，及它們的相位差，即可確定負(fù)序阻抗AVW

α為一鈍角，α>90°逆同步法測負(fù)序阻抗負(fù)序電流所遇到的阻抗：發(fā)電機轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，定子施加一負(fù)序電流，測量電壓、電流和功率AV