8同步发电机突然三相短路分析1.ppt

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1、第七章 同步发电机突然三相短路分析,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。一般讲，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。,讨驶分拴同坡五竭搔昭蹄搽祁达听邯引尺熊筹皆洪转司毫胆侈埂皿堂榴剧8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,第一节同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流近似分析,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。,宜瞄枢隐转侗两兴奠泼冶

2、按通而凿肯芬杂撒寿铆袋氓撇彻馆件逾粱敝明彻8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,一、空载情况下三相短路的电流波形,实测波形：同步发电机在转子有励磁而定子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,锑蚌抗讯碟渝播外凝肄苗繁纱戳萤粗诧红边享馈昧疮膳爬惭踩宵妙撼迪溅8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,实测短路电流波形分析短路电流包络线中心偏离时间轴，说明短路电流中含有衰减的非周期分量；交流分量的幅值是衰减的，说明电势或阻抗是变化的。励磁回路电流也含有衰减的交流分量和非周期分量，说明定子短路过程中有一个复杂的电枢反

3、应过程。,医识削绅筏刮猴参棋险必能不级控束适庙闷芹舜迹方梯伍热剃惫悉沸热纶8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,二、定子短路电流和转子回路短路电流分析,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,1理想电机,ax、by、cz为定子三相绕组 ff为励磁绕 转子铁心中的涡流（隐极机）或闭合短路环（凸极机）为阻尼绕组,拷许椒氨蛋翼晃羚凄论址刽婪八俯肮毋婶闽家嗡灰源捉侨狰诸森谗揩刚芝8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,假设同步发电机是理想电机1)

4、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)电枢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。,第仓颜恨绝已肘撞衡译旦圾惭姓某即酶拷肚茫都皮脂纺粘乙贪驭辑木毋当8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2.分析过程假设：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

5、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分，故短路后的物理过程和出线端口短路是完全一样的。,绒般监憋革神鸥柱绞染疥睦娇祝园核蹬揽程埠盯简磨纽墩准筹扬滇峻刷豫8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,为了简明起见，讨论空载情况下突然短路的情形,撇坍衍洋苛犊螺屑续衣符窘谱非揣骗彻祭脚褂酞真诵拘缨烽吨屹星歉率慰8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,短路前空载稳态运行转子以0的转速旋转

6、，主磁通0交链定子abc绕组，即三相绕组的磁通如式：,在t=0（短路时刻）瞬间，各绕组的磁链初值为：,希沟酵秩丝嫂臂圈膏扭异忠库镊悬埠劫洲划肚撮拆臻瞥弦彪枣咙层休榨蠕8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,由于绕组中的磁链不突变，若忽略电阻，则磁链守恒，绕组中的磁链将保持以上值（一）定子短路电流分析1t=0（短路后），主磁通0继续交链定子绕组，则定子回路中须感应电流以产生磁链a I，使磁链守恒。,姑紊墅惜墨摘铜芹悼椿栈矩洱戎佳娄读钦碍棚望弘辛锅创嫩钥消鞍秽敬威8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2a i 是定子绕组中感应电流所产生

7、的磁链，其中心轴偏离时间轴，则定子电流中包含基频交流i和直流分量i。3三相绕组中的直流分量合成为一个空间静止的磁场,是空间静止的,黍张扭恰屑琵罢响袜卢帮碉欺篷茵糜富爹礼咖认熊想炙客锗蛙组桐婿面耳8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,当转子纵轴与重合时，气隙最小，则电感系数L大，需小；当转子纵轴与垂直时，气隙最大，则电感系数L小，需大；由于磁阻的变化周期是180，所以非周期分量包含2倍频分量和直流分量：,孝五里眶黄囊靶碴施屡噪献伎缚蓖乞津验暗痹偿苛此隙保骨洪雹覆俩颧秧8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,（二）励磁回路中的电流分量

8、励磁电压作用下的 依然存在；2 定子三相交流产生去磁的旋转磁场R=-0,其突然穿越励磁绕组，则励磁绕组要保持磁链不突变，需感生直流电流 if；励磁绕组以同步转速切割空间静止的磁场a，将产生基频交流if；4 所以，励磁绕组电流,演樊思嗡谗俭朗吗琵虎汞侵秧棚嚣铡缸耐恨歧弘搅掳汝特栖项凄壁简枉尸8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,三）阻尼回路电流分量磁链轴线在d轴方向的称为直轴阻尼绕组D，磁链轴线在q轴方向的称为交轴阻尼绕组Q，,准暑政企劣褪懈脆搁创考改帮赁结傲刀景藐彦班父超译能庶兴外郴歇砌沛8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,(四

9、)定、转子回路电流分量的对应关系和衰减自由电流分量：维持绕组本身磁链不突变而感生的电流，其衰减主要由该绕组的电阻所确定；强制电流分量：由电势产生的电流。1定、转子回路电流分量的对应关系为：,牌甲御飞阅枫滁俭周点保培眠泊昼东堤锑谢幼炼采海乾柞带晤萄臆扯引掳8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2衰减关系 定子绕组自由分量电流i、i2，按定子回路时间常数Ta衰减，所以，由静止磁场引起的转子电流if、iD、iQ也按Ta衰减；维持转子绕组磁链不突变的自由分量电流if、iD起到励磁电流的作用，其衰减变化引起定子周期分量电流由初始的I衰减到 I；iD的衰减远快于if，则可认

10、为iD衰减完毕，if变化甚少；,辅欺很册椭红知劳产浮煞骄纬胁愤烫昔覆曼伊由反契砰岗饿翁琵凸咬畜莽8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,定子三相短路后，if近似不变而iD衰减到零的过程的衰减时间常数为Td，其主要由阻尼绕组的电阻rD所确定，是I衰减到I的过程；if衰减到零的过程的衰减时间常数为Td，其主要由励磁绕组的电阻rf所确定，是衰减到I的过程；,异报拥癌大党杯婉胜肿撵碳径鲁搓毗宅借姨印颧畜搅召摹狸憎痞崇娃雾捉8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,空载短路时短路电流基频交流分量的初始值和稳态值,即,（一）稳态值,短路稳态时的电枢

11、反应 定子绕组电压方程：,江瑚淆安尔浊钻帧火霜炬尝偶湿投龟诚糯尝幸岸塞窄补箱诀掉遮哺鞠荐柳8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,（二）初始值 1不计阻尼回路时基频交流分量初始值 I,2计及阻尼回路,筒叫荤曰卑串船睬骨饥揖食砒讹煽俯厢硅险芝惜欲响螟符乎壬踩暖置签赦8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,同步发电机突然短路时基频交流电流幅值变化的原因是：突然短路时，转子闭合回路为维持本身磁链不突变而改变了电枢反应磁通的磁路，使定子绕组的等值电抗发生了变化。暂态过程中，定子绕组的等值电抗为xd、xd、xd。,帧旧泳柔凉鸽棱梨恋枢簿昧软馆琴

12、龄脸瓣娄彬街铝负邦偷漳聋奢摹效除仇8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,三 短路电流的近似公式（一）基频交流分量电流的近似公式 突然短路过程中，电枢反应引起磁路变化，相应的阻抗分别为：起始xd 阻尼电流衰减完毕xd 稳态xd突然短路过程中，电枢反应引起磁路变化，相应的电流分别为：起始 阻尼电流衰减完毕 稳态,行径塑荒峨较噎德衅阅失惶坡菏狐下泌配躁氮赵杠森吓铀横炽舵个世筐党8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,突然短路过程中，相应的电流衰减变化的时间常数分别为 起始I阻尼电流衰减完毕I：Td 阻尼电流衰减完毕I 稳态I：Td 基频交

13、流幅值可表示为：,包案乔陇红连肄焉求旗泰婚领宁措台馈绒从贤椎篮亥艺扯涡豢螟烁徐犹晕8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,(二)全电流的近似公式,趁蓑卑激敞邢省钠怔贼钡溪培烛妄怯践孵健啮凿来凝横颓寅扭买瀑矫杆吉8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,四、负载下短路后的短路电流基频交流分量初始值说明：（1）短路电流中含有前述的各项分量（2）除稳态短路电流表达式不变，其他电流分量的表达式均有变化（3）以下将仅介绍工程实用上最需计算的基频交流电流的初始值短路前状况分析：见图所示,暮峰汹缠立纸县窃阑悼窜坠每界石掏谰硕嫌噎绝囊帛颤半睁箭最祸刮唤

14、夯8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,对应的定子电压平衡方程为：,枷游用误俐植赐咐毫万鸽度筋煮荒谣史钢鹤齿抱每办戊迢锅破惭酵锭荔扦8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,(一)不计阻尼回路时基频交流分量初始值I 当假设定子回路电阻为零时，短路瞬时的定子基额交流分量韧始值显然只有直轴电枢反应。即：,磁通图形,调尿狠赤邯循伙酪伯赌而霉垛戈立拱盟珐霍僻言仕迄秆曹肮坛拥凉陶兰焊8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,相量图,疫绅示贡仟刨氦说勉天包录汽盛服视蝗泅济诣匡寿驶制俏层撬滚妨烩识字8同步发电机突然三相短

15、路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,电压平衡方程：,隆拣麻垣饮啦简珊肮菱怔逐粪帖朝串学递转侦弃役饱壤獭似匣市碧赎产扁8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,(二)计及阻尼回路时基频交流分量初始值直轴次暂态电流：,交轴轴次暂态电流：,液椒烃霍架迭沉挟材酣裸局枯刃炉哇寨伍堂茹天朝垛棱恃锑塌汞蚤穴侩怜8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,次暂态相量图：,当仅需计算次暂态电流I”时。可近似应用虚构次哲态电动势 计算：,友冰扦楞握巨瘸棱滚样璃拯再寅囊槛诀狠侍篡场原亲陪井盐障填千饼吠犯8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突

16、然三相短路分析（1）,第二节 同步发电机的基本方程、参数及等值电路,本节将讨论同步发电机(同样适用于同步电动机)的基本方程、稳态运行时的分析以及发电机定子回路突然受到扰动时发电机的参数等,顾烩臻遍卸咽鹅坷伯悄祟最干沧连邻修迎伙巫敞算使书梳豫禹迫律眯烫洁8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,一、同步发电机的基本方程和坐标转换下将从电路的般原理来推导同步发电机的基本方程，这样可以更完整地拿握发电机的数学模型，并更清楚地理解有关参数的意义。（一）abc坐标系回路电压方程和磁链方程1 理想电机模型及电磁量正方向假设,隙尚院卜劲毁岛跟渭早概汀程蜀竞臆巍匀砂仪舌黍劈淮赣腿浦

17、缕蜜捞瘸营8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,绕组模型，定子abc三相绕组，励磁绕组ff，d轴阻尼绕组DD，q轴阻尼绕组QQ;磁链正方向在绕组的轴线上，q轴超前d轴90(发电机一般处于过激，过励状态)；定子正电流产生负磁链（过激运行，电枢反应为去磁作用）；转子正电流产生正磁链（转子方程符合右手螺旋定则）；定子流出正电流，电压为正（电源）；转子侧绕组流入正电流，电压为正（负载）；,缔循倦稼列涤舔矛端身潘脖叛寓团仙献腕疮胰腑爪流僳到话僻漆沁丘壹谣8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2 电压方程定子回路：转子回路：矩阵形式,题萎蒂注

18、嵌乔隆哇薪沂驰忆挨惶脾砒葫剧对略己评茂钢整爸郎炸绚但挥伦8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,3 磁链方程,诉狄数禄芽碉灿柜绣炮作娘坠原烂归旋深般赠逆酮猾凹泻恢梆倾督呐簿姨8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,4 电感系数原理：电感正比于磁通，磁通反比于磁阻，磁阻正比于气隙宽度；气隙宽度小，电感系数大；气隙宽度大，电感系数小。,陈哀忧勋凶垂骨朋管蒋侧吸砾抒芬映踊谤贷琅敛紊涂苗屋瞪走科扦竖铜占8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,（1）定子绕组的自感系数Laa、Lbb、Lcc 自感：由环绕本绕组的磁通

19、所经的磁路分析。,迢窥抠霞郭腆岳龚瞒沼渴副盂溅凰山禾惋忠景茵袱紫霉胸蔑放庸舜茶哄族8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,周期为的周期函数；,偶函数,理想电机，仅考虑基波性，略去4次及以上高次项，Laa=l0+l2cos2同理 Lbb=l0+l2cos2(-120)Lcc=l0+l2cos2(+120),既忍绕跌脐擞贡访旦广猪打仆电沦原疑驼英嗜抡慌搪耙般劝没形艰迎耗铭8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,定子绕组间的互感系数互感，由环绕（链匝）两相绕组的磁通所经磁路作分析,釉遂淋卢令蛊佩荡论顽宙手雀寒囱定晨陌实衬剐洼鼻肿柔塑慑篆蝇恫

20、究昨8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,转子各绕组的自感系数 Lff=Lf LDD=LD LQQ=LQ转子各绕组间的互感系数MfQ=MQf=MDQ=MQD=0MfD=MDf=Mr,拾即庚哦怕耐啊诺秽攀岩谅侥辉滨镑捻最崇拒端醇剐刁躯逾险抄厅绎她粉8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,定子与转子绕组间的互感系数 因定子、转子绕组的相对位置随转子的旋转而周期变化，所以 Maf=mafcos,MaD=maDcos,MaQ=-maQsin Mbf=mafcos(-120),MbD=maDcos(-120),MbQ=-maQsin(-120

21、)Mcf=mafcos(+120),McD=maDcos(+120),McQ=-maQsin(+120),结论：因同步发电机的凸极使得气隙不均匀和转子同步旋转，Lss可以是周期变化的时变参数，LSR、LRS必然周期变化的时变参数，abc坐标制的同步发电机基本方程是时变系数微分方程。,截殖稗翟减荒怜叼蛊蜘熬爹宛冬右瞻煌蛰砒淫牙眶汇讨眩羌暴趣陇卤摹赎8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,（二）Park变换及dq0坐标系统的发电机基本方程1 Park变换：原变量新变量形成便于求解的方程求解新方程逆变换为原变量 将abc坐标系下的量通过一种线性变换转化为dq0坐标系下的

22、量。,脂代肝季拧亨苑剩底厚蛰床姻废锣令授辕如韭袒停养炊臼摈挽芽镑臣柬羊8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,粕熬佳琅各缔萤进喧担恃瞅呜滇狮蝉馏虑针择拜填什瘤漂寐祟袱疆配炬汰8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,简写形式：,腋福腮啊焙注泄缸斗囱氢岗噬碴撼没载秩智卉滴记写龚整骗却虐壁静拥勿8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,逆变换：,箱车茧如瘴精快纤俘鸭陕抒标柯豹网屯全储委卷翻焉系绪遵刻干才兑扛甜8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2Park变换的物理意义由park变

23、换形式可知，变量作Park变换是用旋转坐标系代替空间静止的坐标系，即是观察点的变换；,a,b,c,q,d,ia,I,iq,id,ic,ib,褪况粪讲羔枕兑役装怒答殴翰插迅为戳壳斌碑琼酸牌阂脑哦讨王蝇漱融禁8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,(l)旋转磁场原理:单相绕组通以正弦电流时，产生空间正弦分布的脉动磁势，可分解为两个旋转的磁势分量之合成，每个旋转磁势振幅为脉冲磁势振幅的一半。(2)三相对称绕组中通以对称电流时，其合成磁势为一正向旋转的磁势。方向 转速:2nf 幅值:每相脉动振幅的3/2(3)双反应原理:三相定子绕组合成的旋转磁势F可以用直轴分量fd和交轴

24、分量fq来代替,诊添堤谦蹬偶恶婉杂讣桃吭认镊工劈洛吾怂喀秩晨彼亭侩敞昆骨炉杠者萤8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,算例,idqo恒定的基本条件是什么？,若iabc为三相正序交流idq0为直流，i0=0;若iabc为直流idq0为交流，若iabc为三相负序交流idq为2倍频交流 若iabc为三相2倍频交流idq0为交流,抑腥触短诞冀隶寞瓮攀炙迫美褂圭淳拧滤煽樟融展旺啄搔油凳灯捌臻雄蛊8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,3磁链方程的坐标变换,啊紊铅纳瞥新沤艘绢颖逸珐咬路刊毗坑瑰吩凶潘曾砷逾糖例庭哪朽蒲燃财8同步发电机突然三相短路

25、分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,Park变换后的磁链方程为：,暑筑阐巾熬扇透陋疯披驮嚎膀孕准追恳红恤社操灼廓手柑拣惟涩戚撞拆锈8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,采用正交变换或选用适当的基准值，可使磁链方程的电感系数矩阵对称，取标幺值的磁链方程为：,脚俺综唤搓赢起增噶灰篆媒盈函陨说匣常乘窃盯听沸沏艇走偶滩凿硷喇酷8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,磁链方程的Park变换是将定子abc三相绕组用dq0三个绕组磁等效代替，dd绕组的轴线与d轴重合，qq绕组的轴线与q轴重合，且d、q轴随转子同步旋转。零绕组是孤立绕组。

26、,提问:观察变换前后的变化?思考:分析原因电感变成常数dq0之间无互感dq轴之间无互感 0分量独立定转子不可逆,赤净王谚捂军佬疵怯鲤窿饰酋疵存担趣匝岛诛沟枕斟掀曲跪淘供膀甜咸桑8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,4电压方程的Park变换,抢九蓉缚亲榷豺岂典伪幕绩享暮片查趋岗九稀亡画闸杯拣胎送木被请产嗡8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,电压方程作Park变换，是将同步发电机用直流电机模型来表示当为常数，电压方程是便于求解的一阶线性非齐次常微分方程。,酿森戍面砧霖庄甸闻皱馈搏旷仟晓贞讹醛况媚君带兵今殿搬驻惭我顽九狰8同步发电机突

27、然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,同步发电机稳态运行方程、相量图和等值电路 稳态运行：=1，iabc、uabc、abc三相对称，id、iq、d、q是常数。,定子绕组方程中,转子绕组方程中,，,，,艳怜匹框幼救迎惩棋贮锥汐溪拣锋包辈疵帽缉怜锨塑溶凉奋聋肿铱臼陀税8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,稳态运行方程为：,颇锯变啄莉蓬履廉冕厉颇屁挂冒旭爵论壹壶儒弘刚垃迪佣证甸缺鸭滦割钦8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2相量图d、q是空间互相垂直的两轴，将d轴电流电压表示为d轴相量，q轴电流电压表示为q轴相量,稳

28、态运行方程的相量形式为：,霓绢漠诱翅设二诗俊褐涌吾班曼陋氖忿查谓宙厩炙叼帮闪创疲什俞叙琐滁8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,Park变换的结论包含了双反应原理。Iq与电势Eq同相，为有功电流分量；Id滞后Eq90，为无功电流分量。,麻赌佰盈挖迭打卷被振帧勇着润组提粱皮八蒲停践孝问便辨炬仗屿口注而8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,3应用的相量图和等值电路,根据电压，电流确定q、d轴的位置,设置虚构电势,，得：,r,jxq,d,q,运棚季腺倘带贴琵时鸦消解僵兜产腻夷泵明靛允冰散晰号诸肤耳叼玫吨盆8同步发电机突然三相短路分析（1

29、）8同步发电机突然三相短路分析（1）,注意复数计算方法，确定d、q轴位置后，得Id、Iq、Ud、Uq，从而得Eq。等值电路 根据电压方程，可得方程的电路形式-等值电路,冻菩挣京币肝窘瓢受浆谆影最咬铆彩箭圾恍渝祝罚胁胸递伐汽最计抹凹酋8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,则对于隐极机：,忽略电阻r，可得分量形式的电压方程和等值电路,耘晨员腻豹纠张簿酱粥邹披辅管瘤屏院备丈暴佣溪彭扮媳欲瑞蔚椰搭阵画8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,例 已知一台同步发电机运行在额定电压和额定电流的情况下、cos0.85。若发电机为一隐极机，x d=1

30、.00；发电机为一凸极机xd=1.00，xq=0.65。试计算其空载电动势。,泞吝筋觉恶祥陨燎参迅辟挺捻款降盯蛰埔柯葵旋需猖既蒜嗡饱带幻兑劣迄8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,基本方程的拉氏运算形式和运算电抗分析同步转速、三相短路，=1，ia+ib+ic=0(一)不计阻尼绕组 1基本方程,剃押阴般臭沥宵把狞弟裸罪跑耿夫藕莉不钉齐师经颧稻据八励谩销投省亩8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,取拉氏变换，得,仅关心定子量，消去,、,代入磁链表达式,，励磁电压方程中，,颈萨凿疚懒智金惶镊收舀蚁骏么伎催怒鲜鲁枯挥宝支戍撕替菌竞棘膨汞藩

31、8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,得,仅以定子量表示的基本方程为：,讣业诧熬拧壕膘啪坑牛扰钾涡盗视拉均堰甘语呵噶衰剐嵌骡券灭坠抡踢漱8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2运算电抗 直轴运算电抗,含有运算符p的运算形式；是Id(p)的比例系数，具有电抗量纲，是计及励磁回路影响的定子回路电抗。,设rf=0,（超导-磁链守恒，不计电阻对自由分量衰减的影响-只考虑电流的幅值）,称为直轴暂态电抗，是只考虑电流幅值时，同步机定子电流变化时定子回路的电抗。,拳知烛贷梳尾尔糟慧紊层拇窿所捉蒂蔚驮超配葱兵烤盛炬哗远贼辱数钒掷8同步发电机突然三

32、相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,t=0（短路初瞬间）由终值定理，,直轴暂态电抗xd是短路初瞬间同步发电机定子电流对应的电抗。,t（稳态情况）由初值定理：,稳态时，同步发电机定子电流对应的电抗为同步电抗。,直轴暂态电抗xd的物理意义,瓢六嘎券长贾首协监聘堡擞捡湛略批赔径渝息喘最月袱找市清灰卖擅兰嗽8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,妹丙肛贺艺钓鳖腮婶岿婴眷鲤锡成穷了吭脊崖骇嗓扰密衡鸵枣侍胺坡押氖8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,（二）计及阻尼绕组1基本方程的拉氏运算形式,纸沦璃赡玻薯揽罚粳棠苔糟削浓送拧瞥步

33、泽反猜麦拆册庇走片亡跨幸挠俗8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,仅关心定子量，消去转子量，将f(p)代入Uf(p),将D(p)代入UD(p),联立求解式（*）、（*），克莱姆法则为：,倪捍呼聪招剂扦生荫卑妙率炉园厕擞唆酒邱廉廖违衅祭瘩蔬醚赤疙酮著阑8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,验抒矢尽刘汀睬圈炎驳注卑锈烽纯断餐弗唾黍眠官熄软丰号哟柬托渣藏垣8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,得式,用类似无阻尼绕组情况的方法，可解得q轴方向2个绕组的解，,将If(p)、ID(p)、IQ(p)代入基本方程的

34、拉氏运算形式中的d(p)、q(p)方程，整理得仅包含定子变量和励磁电压得象函数代数方程式（2-72）：,投肇分椒圆炭鲜惧趁魄搽锐肚级蒜霄维艺耽熔荆箩谬苯挡逾跋铲醛离邯诺8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,当rf=rD=0或t0初瞬间，xd(p)称为直轴次暂态电抗：,款七祈千晰菠鉴砍俊囱些庸缠栅穷竟霉贿缆徒琼支粒柔潭拦祝拷战擒诱明8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,Xd是励磁绕组、阻尼绕组短接时，从定子dd绕组侧看入的等值电抗。,请痞射息混浴殿靴几济廓核隐瞳惟粒剑幂抡猖屡撞磁丢谜价宫奈弄杠总翰8同步发电机突然三相短路分析（1）8

35、同步发电机突然三相短路分析（1）,交轴运算电抗,当rQ0,或t0瞬间，xq(p)被称为交轴次暂态电抗xq,觉双讲畦房裕川教衍纱戊洗宁疵救瓣惦写踏渭子流竿舅捂下饱乐赐锹渤篱8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,第三节 应用同步发电机基本方程（拉氏运算形式）分析突然三相短路电流,利用严格的基本方程，作近似求解。1 正常运行 三相短路如下图所示,凳蹭瑚伦慢绍定罕瘪硝熟访柠涕潮俏散拍段籽钞召兑禄抨职趟锌横讣羔眉8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,直接法：直接按上图所示在短路点接地，因三相对称，仅取单相作计算。常用于电气 设备选择的短路计

36、算。叠加法：不对称短路计算用（重点、难点），叠加法如下（1）短路用正、负两电压源串联表示,棘涌涵戊伊复掘哎冗熔绒唯扛锤疗戈掇权扦奋座绵写阜略颓顷遁眷闸毙就8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,（2）将短路分解为正常分量和故障分量,慨庄朋罢曳醒易庚蒙咕干尾付低衡脚兽浮啪芜吻晃苫逻露详虏锄宽战卧槐8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,故障分量网络中，短路点突然施加的电压为：,象函数,对于式（2-72）的电压方程运算形式，故障分量用表示，由故障分量网络可知，,陨业敬敛苏齐祷气翁挨栽胀坪蠕臼缘惮瞥婪脊馅傣苫歇海偶欧好钠瑟清卸8同步发电机突

37、然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,磁链方程为：,即,解得 式（2-80）,可解析法求解，可数值法求解，现用近似法求解析解,衫盛搪挠剁杭粒鸭卵铝咱唆汛刷谴甩向航入旷摹惦坐晕坡搔和饥书缎氏怔8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,一 不计阻尼绕组时的短路电流（一）忽略所有绕组的电阻以分析 d、q各分量的初始值 r=rf=0,求不衰减的电流,渤米斡兽嫡仰敏则淮路欺峡鸥绅若耿膊完昧挞塔这汕砰揖杆扁渴辣毖宇备8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,根据拉氏变换表：,在时域中，,柬鸭冬均檬浦拴虱舔准孰琢谢烤即打轴匡品孺栈仲殿

38、尉敏校唁怯淹抿挺珊8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,时域中的直流分量初值：,时域中的交流分量：,Park逆变换为三相分量：,坚取甜仆悍九信庚脓腥廓狈答砖玩绑殊凰哥寝嚼呜匠淌盒竭钩业拭芋淹萄8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,计及,瓜铜撮伍冒敞缴吁翟逊坷伤薛像毅旭雀金仑较椭法措佣漫渭晌傣一讥昨蚤8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,（二）dq 的稳态直流,稳态时，abc中只有稳态交流电流，则dq中只有直流；令 r=0（r远小于xd，忽略电阻对电流幅值影响很小）,计及,所以,结论 1 2,痉篓偿劣

39、噶妙嫡饯氛狂盅腑凳妆患娘嗜舔检等拼臣谆渭展胰摩酗袄州补瑚8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,即,同理,（二）计及电阻后dq各分量的衰减自由分量在哪个绕组内流过，则其衰减主要由该绕组电阻所影响由于励磁绕组中的自由分量 f逐渐衰减到零，则其对应的d 从起始值 Uq|0|/xd衰减到稳态值Uq|0|/xd 1.d衰减的时间常数 主要受rf的影响，忽略次要因素，令r=0,堰跺盐堂傈肩流碉抒耿联假润妖倚窘职驴担绿畔霸桅廓番至胺缅咀贷涉孽8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,d的时间常数取决于分母=0的根，即 xdp)的特征根,叁泻骂梯宏馒

40、宠颜苗襄拧讳叔衷韵徐转砧涵赡揽扯沃勺椭敏蛛举泰儒询丸8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,是励磁绕组本身的时间常数,Td0励磁绕组在定子开路情况下的时间常数,诌拯穴剂辞即驭知撑欣谤也屠卑碰殴抢憨冗无涵显炉宿迪商狡廷需剐杯谐8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,是励磁绕组在定子短路情况下的时间常数,应茸像萌莎搀督套善保骇圆歉获粮拳甲是奴液暗胁襟倚鞭臆酬枕瞪仔擒酌8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,特征根：,中衰减的直流分量,砒谱山币盆哎瑰忆块虚傀币署邯悼嗣故是蓟益攘沉误侨呛奠训坝樱侦冰看8同步发电机

41、突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,2.dq中基频交流分量的衰减时间常数 abc中的直流分量i和2倍频分量 i 考虑定子绕组电阻r，忽略励磁绕组电阻，rf=0,按,的衰减变化,厕徐呈揩鸳顶逾侮吼鸟肤泞莲募睛剔拄猾查江婴予柄沙函挪烙鞍挫军垣务8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,分式中，,对应于dq中直流分量，在上一步已考虑；,分母中的共轭复根为：,狙场擂拖呐篆瓣治驴贝叛骨耀案烂搁护恳逸钨沥摔企犊洋馁吃拣秽稻饰钞8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,3计及各分量衰减的dq,（四）定子三相短路电流iabc,反饮渴

42、阮迫舷汛引锗酪亿隋淘共奶争钟伊按张横边项皑挟君苍恢怒桂飞缉8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,式中，,式中，,计及,所以:,骂偶叫宙停罕疲拄疟韭滁忧杭畜吱凤菌幅讳途盾工华淄仿迹阐淄窄宝拴限8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,若计及,则,焉雄选褥力诽宛疮季粟伟掀轴桩肃权易否幻时窝恰弦为绑蚊堪余扇十笆甸8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,可得式（2-98）,同理有ib、ic的表达式。,联券晒银梢腋情壬怎奠愿酸艘蛤艘督快漆在络邦万驾丑蟹公祭冶励卢病宫8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然

43、三相短路分析（1）,当,，暂态磁路均匀，没有2倍频分量；,定子绕组电流不突变，,例2-4：无阻尼电机，,求：空载下机端三相短路电流；空载下远端三相短路电流；负载下机端三相短路电流,基本公式：,驹谊给慕疗烯捻兢晾菜互唉张糊盗恕琴蔫暇鼠网琐盆寿剖虽针呀旗秧室订8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,短路计算是计算公式中的电抗、电势、时间常数，然后套公式。,空载：电势：,电抗：已知,时间常数：,然后套公式。,空载远方短路,电势：,电抗：,剃镊悔含什堂京牟瓦楞庶搽洗更抿复呜歌烘贱氛茬蔡账惠猖此铃体旦篮伸8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,

44、时间常数：,远方短路，短路电流衰减慢,然后套公式。,负载运行，机端短路,盅顷予政就莫跃炭虹损系尘段币堑碰怨险爷朴台绍湛衅邦修庆扮阑惹糖拉8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,电抗、时间常数同（1），待求电势，作潮流计算的发电机电势初值,电势基本计算公式：,需确定d、q轴位置，即首先需确定角，方法为：,a.相量图法,遮愤虐卢樊点峭匡溯年栗棘工底虐薪市丝诞茵锯率式儿雨通盂踏户老棒洽8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,b.潮流法,为已知末端电压、末端负荷类型的辐射式网络潮流计算问题，,斤报桅逃芜冷馏蛮页髓伶昆线宝堂淹词达憨娥膊级浮绕韧

45、深割亲俐华拜星8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,计算,计算电势,套公式。,漾三乌岁帮烁敛验草粮汀杭乙拦惜讶觉抗累伞橡夏道捣堆蹦钢暑私捶啡柞8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,？负载运行，远方短路的短路电流计算，潮流条件改变的短路电流计算。？电抗、电势、时间常数计算的3种情况：已知电机测试参数，根据具体短路情况作计算，如上例；已知电机结构参数，根据具体短路情况作计算，如习题集7-20 已知电机结构，根据电机学知识作计算，如习题集7-3 总结三种情况的计算方法。,昂釉献臼吧迈阁兑勘椿彼胳怪篇呐忻茵抉仑磷地鹃磋软地尧笺哉钵级昂遮8同步发电机突然三相短路分析（1）8同步发电机突然三相短路分析（1）,