电力系统暂态分析

电力系统暂态分析徐衍会副教授电力系统研究所(J5B401)电话:空载短路分析在空载运行时，励磁主磁通交链定子三相绕组的磁链其中空载短路分析在空载运行时，励磁主磁通交链定子三相绕组的磁链其中

空载短路分析若在t=0时刻定子突然三相短路，则短路前瞬间磁链值为：其中

空载短路分析超导体闭合回路磁链守恒原理：没有电阻的闭合回路又称为超导体闭合回路，超导体闭合回路永远保持其原来具有的磁链不变。

如果这时外部有磁链企图与该超导体线圈相链，那么，线圈中就要产生一个电流分量，该电流分量产生的磁链始终与外来磁链的大小相等、方向相反，以使链着线圈的总磁链保持变。空载短路分析若忽略定子三相回路的电阻，即假设它们为超导体，则根据磁链守恒原理，三相回路的磁链将一直保持为

即与定子绕组交链的磁链，故障前的等于故障后的磁链。为此在定子回路感生出电流，其产生的磁链抵消即定子绕组磁链空载短路分析直流分量维持短路瞬间磁链交流分量用来抵制主磁链空载短路分析由于定子电流和磁链参考方向相反交流电流与反相直流电流与反向空载短路分析三相直流可合成一个在空间静止的磁势，而凸极机直轴与交轴磁阻不同，根据要保持磁链不变，则磁动势要随磁阻一同变化，定子里的感应电流同样随磁阻一起变化，变化规律为两倍频。注意：非正弦波，但是可以忽略高频，看作两倍频正弦波。空载短路分析励磁绕组强制励磁电流产生的磁链，包括主磁链和漏磁链。定子三相交流电枢反应磁动势，企图与直轴励磁绕组交链的磁链。直流电流形成静止磁场和两倍频交流产生两倍同步旋转的磁场，与转子的相对速度均为同步速，企图在励磁绕组中产生基频的磁链。空载短路分析忽略励磁绕组电阻，励磁回路为超导体，根据超导体磁链守恒原理。励磁绕组感生电流产生的磁链，抵制定子绕组产生的与之交链的磁链。空载短路分析凸极同步发电机转子磁极上两端短接的阻尼条和隐极机实心转子铁心中涡流回路稳态时没有电流，暂态时会感生电流。分析时等效看作两个绕组，一个与励磁绕组同轴向称为直轴阻尼绕组D，另一个与q轴同轴向称为交轴阻尼绕组Q。短路后D阻尼绕组中和励磁绕组一样会感生直流电流和基频交流电流；Q阻尼绕组中只有基频交流电流而没有直流电流，因为忽略定子电阻的前提下，定子基频交流电流合成磁场只穿过d轴，没有穿过q轴。空载短路分析定子和转子回路电流分量对应关系定子回路稳态短路电流基频交流电流初始与稳态值之差直流电流倍频电流励磁回路励磁电流直流电流基频交流电流D阻尼回路直流电流基频交流电流Q阻尼回路基频交流电流衰减情况否衰减至零。时间常数主要取决于转子回路参数衰减至零，时间常数主要取决于定子回路参数空载短路分析忽略定子电阻，稳态短路电流的电枢反应磁通只有直轴分量，定子绕组磁链为空载短路分析励磁绕组保持原有的磁链，而励磁绕组感应出直流分量产生的磁链将电枢反应磁链挤到了励磁绕组外的漏磁路径。空载短路分析D阻尼绕组保持原有的磁链，而D阻尼绕组感应出直流分量产生的磁链将电枢反应磁链挤到了D阻尼绕组外的漏磁路径，磁链关系空载短路分析次暂态、暂态、稳态电抗和电流的关系为次暂态状态，励磁和阻尼绕组感应的直流电流阻止定子直轴电枢反应磁通的穿入，电枢反应磁通走励磁和阻尼绕组漏磁路径。暂态状态，阻尼绕组直流电流衰减很快，为零以后直轴电枢反应磁通可以穿过阻尼绕组，仅走励磁绕组漏磁路径。短路稳态状态，电枢反应磁通全部穿入直轴空载短路分析空载短路电流基频交流分量的近似表达式空载短路分析空载全电流的近似表达式忽略倍频电流，直流分量的起始值和基频交流分量的初始瞬时值大小相等、方向相反。空载短路分析三相定子电流和励磁回路电流空载短路分析三相直流分量和交流分量包络线衰减空载短路分析直轴暂态电抗空载短路分析直轴次暂态电抗空载短路分析例1一台额定功率为300MW的汽轮发电机，额定电压18kV,功率因数为0.85，电抗标幺值为，