第4章 三相短路的暂态过程

1、1/70第第4 4章章 三相短路的暂态过程三相短路的暂态过程一短路的一般一短路的一般概念概念二二恒恒定电势定电势源源电路电路的三相短路的三相短路三三同步电机同步电机突然突然三相三相短路短路的的物理分析物理分析四四无阻尼无阻尼绕组绕组同步电机三相短路电流同步电机三相短路电流五五有阻尼有阻尼绕组绕组同步电机三相短路电流同步电机三相短路电流六六强行励磁强行励磁对短路暂态过程的影响对短路暂态过程的影响2/70思考题思考题 n短路的类型、原因和后果。短路的类型、原因和后果。n短路的合闸角，它和自由电流的关系。短路的合闸角，它和自由电流的关系。n冲击电流、冲击系数、短路电流最大有效值。冲击电流、冲击系数、

2、短路电流最大有效值。n画出有阻尼和无阻尼凸极发动机短路时的等值画出有阻尼和无阻尼凸极发动机短路时的等值电路、电势相量图。电路、电势相量图。n掌握暂态电势、次暂态电势、暂态电抗、次暂掌握暂态电势、次暂态电势、暂态电抗、次暂态电抗。态电抗。3/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念1) 1) 短路的类型短路的类型 不正常不正常的的相相与与相相、相相与与地地(中性点接地中性点接地系统系统)发生通路的情况。类型包括：发生通路的情况。类型包括：n 三相短路：只有正序。少、严重；基础三相短路：只有正序。少、严重；基础n 两相短路：正序、负序两相短路：正序、负序n 单相接地短路：正序、负序、零序。

3、最多。单相接地短路：正序、负序、零序。最多。n 两相接地短路：正序、负序、零序两相接地短路：正序、负序、零序n复杂故障复杂故障 4/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念1) 1) 短路的类型短路的类型 CBA三相短路三相短路5/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念1) 1) 短路的类型短路的类型 两两相短路相短路CBACBA两相短路接地两相短路接地6/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念1) 1) 短路的类型短路的类型 CBA单单相短路相短路单单相接地相接地CBA7/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念2) 2) 短路的原因短路的原因 n 元件元

4、件：绝缘：绝缘老化老化，设备，设备缺陷缺陷(设计、安装、维护设计、安装、维护)n 气象气象：雷击：雷击(放电、动作放电、动作)，大风、覆冰，大风、覆冰(倒杆倒杆)n 人为人为事故：带负荷拉闸，检修后带地线送电。事故：带负荷拉闸，检修后带地线送电。n 其他其他：挖沟损伤电缆，误碰架空线，鸟兽跨接。：挖沟损伤电缆，误碰架空线，鸟兽跨接。 8/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念3) 3) 短路的后果短路的后果 n 巨大的电流及电弧，损坏巨大的电流及电弧，损坏故障元件故障元件。n 发热和电动力，使发热和电动力，使非故障元件非故障元件损坏或缩短寿命损坏或缩短寿命。n 部分地区部分地区电压电

5、压大大降低，影响供电质量。大大降低，影响供电质量。n 破坏电力系统运行的破坏电力系统运行的稳定稳定性，振荡、瓦解。性，振荡、瓦解。n不对称短路不对称短路影响通信影响通信线路和铁路线路和铁路讯号讯号。 9/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念4) 4) 短路破坏的快速性短路破坏的快速性 n 短路电流很大，会在很短路电流很大，会在很短时间短时间内造成很大危害。内造成很大危害。n电力系统各设备之间是电和磁的联系，当某一设电力系统各设备之间是电和磁的联系，当某一设备发生故障时，会在极短的时间内备发生故障时，会在极短的时间内影响影响到同一电到同一电力系统中的力系统中的其它设备其它设备，扩大事

6、故，甚至造成整个，扩大事故，甚至造成整个系统瓦解。系统瓦解。10/704.1 4.1 短路的一般概念短路的一般概念5) 5) 短路计算的目的短路计算的目的设计与运行需要设计与运行需要 n设备选择设备选择：电：电动动力力稳稳定度定度(冲击电流冲击电流)、热稳热稳定度定度(某时刻的短路电流的周期分量某时刻的短路电流的周期分量)、断流断流能力能力(某时某时刻的短路电流的有效值刻的短路电流的有效值)。n 继电保护和自动装置继电保护和自动装置整定整定：周期分量、负序、零序周期分量、负序、零序。n电气主接线设计：电气主接线设计：限流限流措施。措施。n暂暂态态稳稳定计算。定计算。n研究短路对研究短路对用户用

7、户工作的工作的影响影响。11/704.2 4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路1) 1) 短路的暂态过程短路的暂态过程 aiLR)sin(mtE LRbiLR)120sin(mtE LRciLR)120sin(mtE LR12/704.2 4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路1) 1) 短路的暂态过程短路的暂态过程 aiLR)sin(mtE LRbiLR)120sin(mtE LRciLR)120sin(mtE LR13/704.2 4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路1) 1) 短路的暂态过程短路的暂态过程短路前短路前 )sin(m

8、tEe) sin(mtIi222mm) () (LLRREI) (tg1 -RRLL14/704.2 4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路1) 1) 短路的暂态过程短路后短路的暂态过程短路后)sin(ddmtEtiLRiaTteIItIiii)sin() sin()sin(pmmmpapp强制分量、稳态分量、周期分量强制分量、稳态分量、周期分量自由分量、暂态分量、非周期分量自由分量、暂态分量、非周期分量合闸角合闸角15/701) 1) 短路的暂态过程短路的暂态过程 p0iap0i0ipmImIpmmII4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路短路前周期分量短

9、路前周期分量短路后周期分量短路后周期分量非周期分量非周期分量大小不变大小不变mE16/701) 1) 短路的暂态过程短路的暂态过程 ap0i4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路非周期分量非周期分量大小不变大小不变pmmII平行虚轴：最大pmImE17/701) 1) 短路的暂态过程短路的暂态过程 ap0i4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路非周期分量非周期分量大小不变大小不变pmmII垂直虚轴：0pmImE18/702) 2) 短路时各分量的特点短路时各分量的特点 n周期分量：短路前后变化很大；周期分量：短路前后变化很大；n非周期分量作用：保持电感中的电

10、流在短路前非周期分量作用：保持电感中的电流在短路前后瞬间不突变；后瞬间不突变；n非周期分量大小：等于短路前后瞬间的瞬时值非周期分量大小：等于短路前后瞬间的瞬时值之差，与合闸角有关。存在最大值，也可能等之差，与合闸角有关。存在最大值，也可能等于于0。但三相相差。但三相相差120，不可能同时，不可能同时最大或最大或等于等于04.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路19/703) 3) 短路冲击电流短路冲击电流短路电流最大短路电流最大可能可能的瞬时值；的瞬时值；n非周期分量有最大初值的条件：非周期分量有最大初值的条件：n相量差相量差 有最大有最大值值感性电路，空载感性电路，空载。pm

11、mII4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路pmImIpmmIIt20/703) 3) 短路冲击电流短路冲击电流n非周期分量有最大初值的条件：非周期分量有最大初值的条件：n相量差相量差 有最大有最大值值感性电路，空载感性电路，空载。pmmII4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路pmIpmmIIt21/703) 3) 短路冲击电流短路冲击电流n非周期分量有最大初值的条件：非周期分量有最大初值的条件：n相量差相量差 有最大有最大值值感性电路，空载感性电路，空载。pmmII4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路pmIpmmIIn相量差相量差 在

12、在t = 0时刻与时间平行时刻与时间平行 = 0。pmmIIaTteItIipmpmcostaTteIItIi)sin() sin()sin(pmmmp22/703) 3) 短路冲击电流短路冲击电流ap0ipmiimi)/exp(cospmpmaTtItIi4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路)/01. 0exp(pmpmimaTIIipm)/01. 0exp(1 ITapmIkim23/703) 3) 短路冲击电流短路冲击电流4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路pmIkiimim发电机电压母线侧短路发电机电压母线侧短路21imk9 . 1imk发电机高

13、压母线侧短路发电机高压母线侧短路85. 1imk其他地点短路其他地点短路8 . 1imk用来检验设备和导体的电动力稳定度用来检验设备和导体的电动力稳定度24/704) 4) 短路电流有效值短路电流有效值4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路/2/22d1TtTttttiTI周期分量幅值一个周期内恒定周期分量幅值一个周期内恒定非周期分量非周期分量一个周期内不变一个周期内不变aptaptiI2/pmtptII2apt2ptIIIt/2/22d)(1TtTtaptpttiiT25/704) 4) 短路电流有效值短路电流有效值4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路短

14、路电流有效值第一个周期内最大短路电流有效值第一个周期内最大pmimapmap) 1()/01. 0exp(IkTII2apt2ptIIIt2imp2pim2pim) 1(212) 1(kIIkII26/704) 4) 短路电流有效值短路电流有效值4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路2impim) 1(21kII发电机电压母线侧短路发电机电压母线侧短路9 . 1imk发电机高压母线侧短路发电机高压母线侧短路85. 1imk其他地点短路其他地点短路8 . 1imkpim62. 1IIpim56. 1IIpim51. 1II27/704) 4) 短路功率短路功率( (短路容量短路

15、容量) )4.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路tavt3IVS 常用周期分量电流的有效值来计算常用周期分量电流的有效值来计算28/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析1) 1) 电机绕组的特点电机绕组的特点 n 多个绕组磁耦合多个绕组磁耦合。n 定子绕组同转子绕组相对运动定子绕组同转子绕组相对运动。2) 2) 突然短路暂态过程的特点突然短路暂态过程的特点 n 电流急剧变化电流急剧变化磁通变化磁通变化电动势变化。电动势变化。n 强制分量、自由分量、如何衰减。强制分量、自由分量、如何衰减。29/704.3 4.3 同步电机突然三相短路

16、的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析3) 3) 分析的依据和假设分析的依据和假设 n 依据：磁链守恒依据：磁链守恒。n 假设：电机理想化、转速不变假设：电机理想化、转速不变。30/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 4) 无阻尼绕组同步电机的突然短路无阻尼绕组同步电机的突然短路 acbbac0qfff/Rvi 0qd ii空载运行00i对称系统cosa)120cos(b)120cos(c31/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的突然短路无阻尼绕组同步电机的突然短路0a0c

17、0b0cosa)120cos(b)120cos(c0a0cos)120cos(0c0)120cos(0b0t032/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的突然短路无阻尼绕组同步电机的突然短路acb0aaF0FaaaF0F0t定子直流定子直流定子交流定子交流励磁直流励磁直流33/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的突然短路无阻尼绕组同步电机的突然短路0aaaaF0Ft定子直流定子直流定子交流定子交流励磁直流励磁直流RFmmNIFm 定子直流要产生一个定子直流要

18、产生一个恒定磁通。磁阻每恒定磁通。磁阻每180180 经经历一个周期，增加电流分历一个周期，增加电流分量：倍频电流量：倍频电流34/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的突然短路无阻尼绕组同步电机的突然短路直流电流直流电流磁链守恒磁链守恒直流电流直流电流倍频电流倍频电流磁阻变化磁阻变化基频电流基频电流脉动磁场脉动磁场基频电流基频电流基频电流基频电流直流电流直流电流自由分量自由分量自自由由分分量量强制分量强制分量强制强制分量分量周期分量周期分量转子转子定子定子35/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三

19、相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算QQqaqQDDfaddadDDadffdadfQaqqqqDadfaddddiXiXiXiXiXiXiXiXiXiXiXiXiX无阻尼无阻尼0QD iiffdadfqqqfaddddiXiXiXiXiX36/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算adDDadffadadXXXXXXXXXaaxdaxdqaqQQaqqqXXXXXX37/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然

20、三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算ffdadfiXiXfaddddiXiXfadfdad)(iXXiX)(dfaddaiiXiXffdfad)(iXiiXaqQQaqqqadDDadffadadXXXXXXXXXXXXXXXfaddada)(iXiXX38/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算ffdfadffdadfqqqdfaddafadddd)()(iXiiXiXiXiXiiXiXiXiXqqXqidfadXaXfXfidi

21、39/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算ffdfadffdadfqqqdfaddafadddd)()(iXiiXiXiXiXiiXiXiXiX)(dfaddadiiXiX)(dfdadfaddaiXiXXiXdfadfaffad)(iXXXXXX40/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算ffadqXXE adfafadfadXXXXXXX暂态电势暂态电势暂态电抗暂态电

22、抗漏磁系数漏磁系数ddXdiqEadXaXfXdXdfadXaXfXfididqdaXXXX41/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算dadfadd)(iXiiXddffadiXXXdddadadfaddiXiXiXdadfadfadfad)()1 (iXXiXiXdddadfffad)(iXiXiXXXfd电枢反应与励磁合成气隙磁链电枢反应与励磁合成气隙磁链定子漏磁链定子漏磁链dqdaXXXXdadfdadfiXiX42/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机

23、突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算dadfadd)(iXiiXdd0qd如果变压器电势dqqdvvqqdddqqiXviXEv43/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算qqdddqqiXviXEvqqdddqqjjIXVIXEVqqddqqdjjIXIXEVVV44/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算qqddq

24、qdjjIXIXEVVVdqdqqqddqjjjjIXIXIXIXE)(j)j(dqqddqqIIXIXXEQE假想电势假想电势dqdqqqddqjjjjIXIXIXIXE45/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算qqddqqdjjIXIXEVVVqdqdqqddqjjjjIXIXIXIXE)(j)j(dqdqdqqIIXIXXEE暂态电抗暂态电抗后的电势后的电势qEEqdqdqqddqjjjjIXIXIXIXEdqdqjjIXIX46/704.3 同步电机突然三相短路的物理分析同

25、步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算IXVEqQjdqqEqVdIdVqIIVQEddjIXdqjIXIXqjddqQq)j(IXXEE47/704.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算dqqEqVdIdVqIIVEqdjIXqqjIXIXdjIXVEdjqdqq)j(IXXEE48/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算暂态

26、电势：虚构的电势暂态电势：虚构的电势暂态电抗：结构参数，实在参数，可计算，可测暂态电抗：结构参数，实在参数，可计算，可测49/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算例例解解已知同步电机的参数为：已知同步电机的参数为：Xd = 1.0， Xq = 0.6，cos= 0.85= 0.85。试求在额定满载运行。试求在额定满载运行时的电势时的电势已经计算出已经计算出EQ = 1.41，Id = 0.8。3 . 0dXqEEdqdQq)j(IXXEE8 . 0)6 . 03 . 0(41. 1

27、17. 173. 1qE50/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算2d2d)cos()sin(IXIXVE22)85. 013 . 0()53. 013 . 01 (187. 1IXVEdjIVEIXdjqEq171q.E 51/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析4) 无阻尼绕组同步电机的短路电流计算无阻尼绕组同步电机的短路电流计算sincostgdd1IXVIX53. 013 . 0185. 013 . 0tg14 .12IVEIXd

28、jqEq 2152/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算QQqaqQDDfaddadDDadffdadfQaqqqqDadfaddddiXiXiXiXiXiXiXiXiXiXiXiXiX53/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算qQaqXaXQXQiqidfadXaXfXfidiDDXDi54/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理

29、分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算dfadXaXfXfidiDDXDiddXdiqEadXaXfXdXDXqEdX次暂态电势的横次暂态电势的横轴分量轴分量纵轴次暂态电抗纵轴次暂态电抗55/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算qQaqXaXQXQiqiqqXdidEaqXaXQXqXdEqX次暂态电势的纵轴分量次暂态电势的纵轴分量横轴次暂态电抗横轴次暂态电抗56/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5

30、) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算qqddddqqiXEviXEvqqddddqqjjIXEVIXEVqqdddqqdjj)(IXIXEEVVVE57/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算qqddjjIXIXEVqdqd)j(jIXXIXEqdqdqqddjjjjIXIXIXIXEIXEdj58/704.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算dqqEqV

31、dIdVqIIVEddjIXIXdjqqjIXdEqqddjjIXIXVEIXVEdj59/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算次暂态电势：虚构的电势次暂态电势：虚构的电势次暂态电抗：结构参数，实在参数，可计算，可测次暂态电抗：结构参数，实在参数，可计算，可测60/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算例例解解已知同步电机的参数为：已知同步电机的参数为：Xd = 1.0，

32、 Xq = 0.6，cos= 0.85 = 0.85 。试求在额定满载运行时的电势试求在额定满载运行时的电势已经计算出已经计算出EQ = 1.41，Id = 0.8，Iq = 0.6。3 . 0dXqdEEEddqqIXVE8 . 021. 093. 0098. 173. 1qE21. 0dX31. 0qX17. 1qE 2193. 0qV36. 0dV61/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算例例解解已知同步电机的参数为：已知同步电机的参数为：Xd = 1.0， Xq = 0.6

33、，cos= 0.85 = 0.85 。试求在额定满载运行时的电势试求在额定满载运行时的电势已经计算出已经计算出EQ = 1.41，Id = 0.8，Iq = 0.6。3 . 0dXqqddIXVE6 . 031. 036. 0174. 073. 1qE21. 0dX31. 0qX17. 1qE 2193. 0qV36. 0dVqdEEE62/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算例例解解已知同步电机的参数为：已知同步电机的参数为：Xd = 1.0， Xq = 0.6，cos= 0.8

34、5 = 0.85 。试求在额定满载运行时的电势试求在额定满载运行时的电势3 . 0dX112. 1)()(2d2qEEE21. 0dX31. 0qXqdEEE63/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析5) 有阻尼绕组同步电机的短路电流计算有阻尼绕组同步电机的短路电流计算IVEIXdjqEq1 .1291 .21tgqd1EE111. 11785. 0tg113. 9sincostgdd1IXVIXdE64/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析6) 几种同步电机等值电路比较几种同步电机等值电路比较qqdddq

35、qjjIXVIXEVqqdddqqiXviXEvqqdddqqiXviXEvqqdddqqjjIXVIXEVqqddddqqiXEviXEvqqddddqqjjIXEVIXEV65/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析6) 几种同步电机等值电路比较几种同步电机等值电路比较qEqVdIdjXdVqIqjXdVqIqjXqEqVdIdjXqEqVdIdjXdEdVqIqjX66/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析7) 同步电机的主要参数典型值同步电机的主要参数典型值(汽轮机汽轮机)dXqXdXdXqX4 .

36、25 . 14 . 25 . 131. 015. 020. 010. 0d) 1 . 11 (X8 . 18 . 123. 015. 0d) 1 . 11 (X67/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析7) 同步电机的主要参数典型值同步电机的主要参数典型值(有阻尼凸极机有阻尼凸极机)dXqXdXdXqX3 . 17 . 088. 054. 04 . 024. 035. 016. 0d) 1 . 11 (X95. 071. 033. 021. 0d) 1 . 11 (X68/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分

37、析7) 同步电机的主要参数典型值同步电机的主要参数典型值(无阻尼凸极机无阻尼凸极机)dXqXdXdXqX3 . 17 . 088. 054. 04 . 02 . 035. 015. 095. 071. 03 . 025. 0d)3 . 22(Xd)3 . 22(X69/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析7) 同步电机的主要参数典型值同步电机的主要参数典型值(同步调相机同步调相机)dXqXdXdXqX5 . 24 . 13 . 17 . 042. 022. 022. 014. 024. 015. 07 . 188. 031. 016. 017. 07

38、0/704.3 4.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析8) 强行励磁对短路暂态过程的影响强行励磁对短路暂态过程的影响n强行励磁使得电势增加，短路电流增大。强行励磁使得电势增加，短路电流增大。n影响与很多因素有关：强励顶值电压、励磁系影响与很多因素有关：强励顶值电压、励磁系统的等值时间常数、发电机励磁绕组的时间常统的等值时间常数、发电机励磁绕组的时间常数、短路点的远近。数、短路点的远近。71/703.9 3.9 同步电机实用模型同步电机实用模型1) 变量变量 1） 6个绕组，各有电流、电压、磁链个绕组，各有电流、电压、磁链3个变量，个变量，另外还有机械转矩、角度、角

39、速度，共有另外还有机械转矩、角度、角速度，共有21变量。变量。2） 阻尼绕组电压为阻尼绕组电压为0。 （2个）个）3）已知量：机械转矩、励磁电压。）已知量：机械转矩、励磁电压。 （2个）个）4）实际变量：）实际变量：1772/703.9 3.9 同步电机实用模型同步电机实用模型1） 电压微分方程（电压微分方程（6个）个）2) 方程方程 2） 磁链代数方程（磁链代数方程（6个）个）3） 转子微分方程（转子微分方程（2个）个）4） 定子绕组与网络接口代数方程（定子绕组与网络接口代数方程（3个）个）5） 8阶阶73/703.9 3.9 同步电机实用模型同步电机实用模型1） 零轴独立，单独处理（零轴独

40、立，单独处理（7阶）阶）3) 实用处理实用处理 2） 一般忽略定子绕组暂态（一般忽略定子绕组暂态（5阶）阶）3） 考虑考虑g阻尼绕组暂态（阻尼绕组暂态（6阶）阶）4） 不考虑阻尼绕组不考虑阻尼绕组D和和Q暂态（暂态（4阶）阶）5） 不考虑所有阻尼绕组暂态（不考虑所有阻尼绕组暂态（3阶）阶）6） 不考虑绕组暂态（不考虑绕组暂态（2阶）（阶）（E恒定、恒定、 Eq恒定）恒定）74/703.9 3.9 同步电机实用模型同步电机实用模型4) 6阶模型阶模型qaddqqdaqqddiriXEuiriXEu 1） 定子电压方程定子电压方程75/703.9 3.9 同步电机实用模型同步电机实用模型4) 6阶模型阶模型dddddqdddqddfqfqdiXXXXXXEXXXXEXXXXEEEpET11 1110)(qqqqqdqqqdqqddqiXXXXXXEXXXXEXXXXEpET11 1110)(2） f绕组与绕组与g绕组绕组76/703.9 3.9 同步电机实用模型同步电机实用模型4) 6阶模型阶模型dddqqqdddqdiXXEEpETXXXXpET)(0110qqqdddqqqdqiXXEEpETXXXXpET)(01103） D绕组与绕组与Q绕组绕组77/703.9 3.9 同步电机实用模型同步电机