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)測波形t=0時同步發(fā)電機(jī)三相突然短路時的A相電流的實(shí)測波形測試條件：轉(zhuǎn)子勵磁繞組有勵磁、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)測波形t=0時同步發(fā)電機(jī)三相突然短路時的勵磁電流的實(shí)測波形測試條件：轉(zhuǎn)子勵磁繞組有勵磁、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)測波形

t=0時,同步發(fā)電機(jī)定子繞組三相突然短路時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)測波形短路電流包絡(luò)線中心偏離時間軸，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，說明電勢或阻抗是變化的。勵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)的一個勵磁繞組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；繞組都是對稱的，（實(shí)際制作中并不對稱）；定子磁勢在空間按正弦規(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空間靜止的磁場: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空間靜止的磁場:當(dāng)轉(zhuǎn)子縱軸與重合時，氣隙最小，則電感系數(shù)L大，需??；當(dāng)轉(zhuǎn)子縱軸與垂直時，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：

勵磁回路中的電流分量:勵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Ψad=-ψ0,其突然穿越勵磁繞組，則勵磁繞組要保持磁鏈不突變，需感生直流電流；3.勵磁繞組以同步轉(zhuǎn)速切割空間靜止的磁場，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、按定子回路時間常數(shù)衰減，所以，由靜止磁場引起的轉(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間常數(shù)為，其主要由勵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:不計阻尼回路時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)的磁路為繞勵磁繞組外側(cè)，其對應(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:計及阻尼回路時基頻交流分量初始值

I”

：

I”為計及阻尼回路時初始基頻交流電流----次暫態(tài)電流；

為繞勵磁繞組和阻尼繞組外側(cè)的定子磁通所對應(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