艾欣暫態(tài)課件第02章-同步發(fā)電機突然三相短路分析_W

1、 第二章 同步發(fā)電機突然三相短路分析 第一節(jié) 同步發(fā)電機在空載情況下定子突然三相短路后的電流波形及其分析 第二節(jié) 同步發(fā)電機空載下三相短路后內(nèi)部物理過程以及短路電流分析 第三節(jié) 同步發(fā)電機負載下三相短路電流初始值 第四節(jié) 同步發(fā)電機的基本方程 第五節(jié) 應(yīng)用同步發(fā)電機基本方程分析突然三相短路電流 第六節(jié) 自動調(diào)節(jié)勵磁裝置對短路電流的影響 電力系統(tǒng)模型的基本組成部分I LrefU PLeUrefId , IqIGEfUUq GUd U U 2U 2 tdq dq-xy坐標變換發(fā)電機電磁方程勵磁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方程負荷方程 Pm 發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程原動機及調(diào)速器 同步機結(jié)構(gòu)實際繞組：a，b，c和f 等值繞組

2、：D，Qad定子坐標：abc轉(zhuǎn)子坐標：dq（q軸超前d軸90度）bD z D Q a有關(guān)變量（瞬時值）正方向的規(guī)定：磁鏈：以各自的軸線方向為正電流：定子產(chǎn)生負磁鏈的電流為正； 轉(zhuǎn)子產(chǎn)生正磁鏈的電流為正。電壓：延電流方向是正電壓。x q f f D D cbcy 同步機的6個繞組之間有互感！值電路Lia aa RaRbLbb Rib Lc cci c VVbVa c Rf V i Lff f RD iD LDD RQ iQ LQQ f 同步機abc坐標下的電壓方程Ra 00 0 0 Ra 0 0 0 0 0 0 0 ia 其中ua a 0 i R u ddta0 b b b uc p 00 ic

3、 c p 0 0 00i f f D Rf 0 0 u f 0 0 0 0 0 0 0 RD 0 0 0 0 iD Ri QQQ同步機abc坐標下的磁鏈方程系數(shù)變化周期 LaaMab Mac Maf MaDMaQ ia a M LMMMMi b bQb ba Mca M faMDabb bc bf bD McQic Mcb M fbMDbLcc M fcMDcMcf McD c i f f D Lff M DfM fDLDD M fQ M DQ iD iLQQMMMMM Q QQaQbQcQf QD 系數(shù)是時變的微分方程！ 2 2 0 1、定子各相繞組的自感系數(shù) 00a d 900a xd x

4、aaLaa t 2 ftaal2l09002700009001800daxxaLaa l0 l2 cos 2 1200 ) 1200 ) l l cos 2(Ld 1800bb0 2 2700L l l cos 2(cc0 2 2、定子各相繞組的互感系數(shù)3、轉(zhuǎn)子各繞組的自感系數(shù)4、轉(zhuǎn)子各繞組間的互感系數(shù)5、定子繞組與轉(zhuǎn)子各繞組間的互感系數(shù)M M m m cos 2( 300 ) abba02 M M m m cos 2( 900 ) bccb02 M M m m cos 2( 1500 )caac02 Robert H. Park (19021994)美籍電機工程師，電氣與電子工程師學(xué)會理事。

5、 1902年3月15日生于斯特拉斯堡。 1923年獲美國麻省理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士學(xué)位。 19231924年在瑞典斯德哥爾摩技術(shù)學(xué)院任職。 19241929年任美國通用電氣公司機電工程師。他致力于研究同步電機和電力傳論。 1928年提出理想化同步電機的模型及其電樞的磁鏈方程，一般稱為帕克模型和帕克方程；還定義了同步電機的各種電抗參數(shù)。 1929年，他提出同步電機的雙反應(yīng)理論。這些理論對電力系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)分析有很大的影響。 Park變換cos( 2 sin( 21 / 2 / 3) / 3) cos(2/ 3) sin( 2 / 3)1/ 2 cos sin1/ 2 Aa Ad Aq A0 2 A b

6、Ac 3 / 3) / 3)cossin Aa 1 Ad A c os( 21 A / 3) / 3) sin(sin( 2 q 1 A0 b Ac cos( 2 2abc坐標dq0坐標 Park正變換 cos sin 1 / 2cos( sin( 2 / 3) / 3)cos( 2 / 3) ia id 2 sin( 2 / 3)ii 2 q b 3 i0 ic 1 / 2 1/ 2cos( / 3) / 3)cos( 2 / 3) ua cos sin1/ 2 2ud i2 Piabc sin( 2 / 3) u sin(21 / 2 uq b 3 dqou0 1 / 2 uc udqo

7、Pu Pabccos( sin( / 3) / 3) 2 2cos( 2 / 3) sin( 2 / 3)1/ 2 cos sin1/ 2 d a 2 3 q b dqoabc 1/ 2 c 0 Park反變換 sin 2 / 3) 2 / 3)cosia ib ic 1 id cos( 2 cos( 21 i / 3) / 3) sin(sin( q 1 i0 sin cosua ub 1 ud P P P1ii cos( 2 cos( 21 u / 3) / 3) sin( sin( 2 2 / 3) / 3)abcdqo q uabcabc1udqou1u c 0 1 / 3) / 3)

8、cos cos( 2cos( 2 sin 111 dqoad q / 3) / 3)sin( sin( 2 2b c 0 磁鏈方程的坐標變換 abciabc fDQLSR L SS i LL RSRR fDQ dq 0 abciabc fDQ0 LSSLSR P 00 UP 0 i LUL RS RR fDQ fDQ iabc i fDQ0 LSSL0 P0 P P1SR ULLRR UU000 RS idq0 i fDQPLSS PPLSR 1 LLP1 RSRR 同步機dq0坐標下的磁鏈方程1、變系數(shù)變成了常系數(shù)；2、但有不對稱問題出現(xiàn)3、定子自感系數(shù)的物理意義 maf 0 0 maD0

9、0 id q i0 0 0 0 L00 Ldd 00L mi q0 aQ q 0 00LQ0 if f D mfD LD 0 3maf / 20 0 3maQ / 20 0 0 Lf mfD 0 3maD0 iD / 2 i QQ同步機dq0坐標下的標幺值磁鏈方程Xad0 0 Xad0 0 Xd 00 Xadid q i0 0 0 0 X0 0 d X Xi q0 aq q 0 0 0 XQ0 if f D 0 0 Xaq0 0 0 X fXad 0 Xad XD 0 X iD ad 0i QQ電壓方程的坐標變換 uabciabcfDQ r0 abcS 0uirfDQfDQR 0 abcP P

10、 0 abc U fDQfDQP P P P1P P Pdq 0dq 0abcabcabcabcdq0abcdq 0dq 0 0 0 0 00000000 d q P PS1 ; 00 PP1dq 0d q 0000 udq 0iabcfDQr S dq0S 0uir0 fDQfDQR 同步機dq0坐標下的電壓方程0 id0 0 0 Ra0 0 0 0 0 0 Ra udu q u0 dq 0 0 i R a0 q q d 0 0 0i0 0 f D p if 0 0 0Rf 0 0 0 0 0 0 0 0 0 u f 0 RD0 0 0 0 0 0 0 iD RQiQ Q變壓器電勢發(fā)電機電勢

11、 同步機dq0坐標下的電壓方程Ra 00 0 0 Ra0 0 0 0 0 0 0 id ud dq 0 i Ru aq q q u0 d 0 0 00 i0 0 p f D 0i f 0 0 00 0 0 0 0 0 Rf 0 0 u f 0 RD0 0 0 0 0 0 0 iD RQi QQ同步機dq0坐標下的磁鏈方程maf 0 0 maD0 0 id q i0 0 0 0 L00 Ldd 00L mi q0 aQ q 0 000 if f D Lf mfD 0 mfD LD 0 3maf / 20 0 0 0 0 3m iD / 2aD0 i3m/ 2L Q QQaQ Park變換的數(shù)學(xué)意義 坐標變換 非正交陣 非奇異矩陣，存在唯一逆陣 abc坐標 dq0坐標 Park變換的物理意義abc坐標 dq0坐標定子 （靜止的繞組） 交流 時變 發(fā)電機 轉(zhuǎn)子 （旋轉(zhuǎn)的繞組） 直流 定常 變壓器 同步機dq0坐標下的標幺值電壓方程0 id iq i0 00 0 Ra 0 0 0 0 0 0 ud u q u0 Ra 0d q q0 R ad 0 00 0 0 p 0i f f D 0 0 00 0 0 0 0 0 Rf 0 0 u f 0 RD0 0 0 0 0 0 0 iD RQi QQ同步機dq0坐標下的標幺值磁鏈