步发电机突然三相短路分析.ppt
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1、第七章 同步发电机突然三相短路分析上章讨论了在电源电压的幅值和频率保持恒定的情况下,三相电路发生三相短路的情形。实际上,发生短路时,作为电源的发电机的内部也发生暂态过程,并不能保持其端电压和频率不变。般讲,由于发电机转子的惯量较大,在分析短路电流时可以近似地认为转子保持同步转速、即频率保持恒定,但通常应计及发电机的电磁暂态过程。第一节 同步发电机突然三相短路的物理过程 及短路电流的近似分忻l本节在实测的短路电流波形的基础上,应用同步发电机的双反应原理和超导回路的磁链守恒原理,对短路后的物理过程和短路电流的表达式作近似分析。一、空载情况下三相短路的电流波形l实测波形:同步发电机在转子有励磁而定子
2、回路开路即空载运行情况下,定子三相绕组端突然三相短路后的电流波形l波形的变化规律及波形分解:定子:三相短路中均有直流,短路电流中的直流分量,三相的大小不等,但衰减规律相同。交流分量幅值是逐渐衰减今按指数衰减规律分析可知交流分量包含有按两个时间常数衰减的分量,一般将时间常数小的称为Td,大的称为Td。交流分量最终衰减至稳态短路电流。转子:二、定子短路电流和转子回路电流分量的分祈l从电机内部物理过程分析产生各种分量的机理,在分析中主要应用超导体闭合回路磁链守恒,任意闭合回路磁链不能突变原理以及同步电机电枢反应原理。l假设同步发电机是理想电机1)电机转子在结构上对本身的直铀和交铀完全对称,定子三相绕
3、组完全对称,在空间互相相差120。电角度;2)定于电流在气隙中产生正弦分布的磁势,转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在气隙中按正弦规律分布:3)定子及转子的槽和通风沟不影咱定子及转子绕组的电感,即认为电机的定于及转子具有光滑的表面:4)电视铁芯部分的导磁系数为常数,即忽略磁路饱和的影响,在分桥中可以应用叠加原理。l假设:1)在暂态过程期间同步发电机保持同步转速,即只考虑电磁暂态过程,而不计机械暂态过程;2)发生短路后励磁电压始终保持不变,即不考虑短路后发电机端电压降低引起的强行励磁(第四节除外);3)短路发生在发电机的出线端口。如果短路发生在出线端外,可以把外电路的阻抗看作定子组电阻和漏抗的一部
4、分,故短路后的物理过程和出线端口短路是完全一样的。为了简明起见,仍讨论空载情况下突然短路的情形(一)定子短路电流分量二)励磁回路电流分量(三)阻尼回路电流分量三、短路电流基频交流分量的初始和稳态有效值l工程实际所关心的是发电机定子短路电流,若能求得其中的基频交流电流,则短路全电流也基本能确定了,因为若略去倍频分量,则直流分量的起始值在空载短路情况下与基频交流分量的短路瞬时值大小相等,方向相反。(一)稳态值l基频交流分量的稳态值即稳态短路电流。若忽略定子电阻,稳态短路电流的电枢反应只有直铀分量,其表达式为:(二)初始值基频交流分量初始值的分析比较复杂,为简明起见先不计阻尼回路的作用1、不计阻尼回
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