华北电力大学(保定)电机学-同步发电机的不对称运行ppt课件.ppt

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1、同步发电机的不对称运行§13-1概述一、研究的必要性实际中，由于电网中负载的不断变动以及大型的单相负载，使三相电压和电流任何时候不可能绝对地对称，例如冶金工厂单相电炉或电气铁道要求供给容量较大的单相负载输电线由于某些原因发生碰线而引起不对称短路等，这些情况都造成负载不对称，使发电机在不对称负载下运行，因此有必要对发电机的不对称运行加以研究。同步发电机的不对称运行§13-1概述二、同步发电机不对称运行带来的危害同步发电机在不对称负载下运行时，电枢电流和端电压都将出现不对称现象，使接到电网上的变压器和电动机运行情况变坏，效率降低，同时也对发电机本身以及电网带来一些不良后果，因此对同

2、步发电机不对称负载的程度有一定限制。同步发电机的不对称运行§13-1概述三、分析同步发电机不对称运行的基本方法－对称分量法分析同步发电机不对称运行的基本方法是对称分量法，即将发电机不对称的三相电压、电流分解为正序、负序和零序分量，然后分别研究各相序电流所产生的效果，再将它们迭加起来，就得到实际的不对称相电流和相电压。实践证明，就基波而言，不计饱和时，所得结果基本上是正确的。同步发电机的不对称运行§13-1概述四、采用对称分量法分析不对称问题的基本步骤1）先列出不对称情况的边界条件；2）用对称分量法求出各序电流、各序电压间的特定约束关系；3）按照特定的约束关系，把各序等效电路连成

3、一条统一的等效电路；4）从统一的等效电路解出各序电流和电压，最后再把正序、负序和零序分量迭加，求得各相的电流和电压．§13-2同步发电机不对称运行时的相序电动势、相序电抗和等效电路相序电动势发电机的励磁电动势是由于转子励磁磁通旋转在定子绕组中感应出来的，由于转子的旋转方向是由A轴－B轴－C轴，所以感应的电动势相序为A－B－C，即为正序电动势，如图13－1所示，由于没有反转的励磁磁通，所以不会有负序电动势，更不会有零序电动势。即§13-2同步发电机不对称运行时的相序电动势、相序电抗和等效电路相序电抗在同步阻抗中，电阻比同步电抗要小得多，因此在计算电压时，往往忽略电阻，只有在考虑损

4、耗时，才考虑电阻。1.正序电抗和等效电路正序电抗：同步电机正向旋转，励磁绕组通入励磁电流，电枢绕组端接入一对称负载，电枢绕组中流入一正序电流时，它产生的电枢磁场所对应的电抗称为正序电抗。§13-2同步发电机不对称运行时的相序电动势、相序电抗和等效电路相序电抗1.正序电抗和等效电路2.负序电抗和等效电路负序电抗：当转子正向旋转、励磁绕组短接、电枢绕组加上一组对称的负序电压并流过负序电流时，电机中产生的磁场所对应的电抗称为负序电抗。2.负序电抗和等效电路负序磁场分析：当定子绕组中通过一组负序电流时，它们产生的合成磁场转速在数值上等于同步速，但转向与转子转向相反，因此定子负序磁场对转

5、子的相对速度为-2n1，它要切割转子绕组并在其中感应电动势，电动势的频率为2f（倍频）。由于转子励磁绕组通过励磁机形成闭路，阻尼绕组自身形成闭路，所以倍顿电动势在转子绕组中产生倍频电流，该电流要产生以两倍频率脉振的磁动势，它对定子负序磁场产生影响，相当于副边短路的变压器副边绕组磁动势要对原边绕组磁动势产生影响一样，因此，负序电流产生的磁场包括：定子漏磁场，转子漏磁场和合成负序磁场。2.负序电抗和等效电路定子漏磁场：负序电流产生的漏磁场与正序电流产生的漏磁场完全一样，因此对应的电抗也为xσ。转子漏磁场：转子上有励磁绕组和阻尼绕组，在这些绕组中的倍频电流产生的漏磁通分别为Φf和Φk

6、d，它们对应的漏电抗为xf和xkd。2.负序电抗和等效电路合成负序磁场：它是逆着转子转向旋转的，如果是凸极电机，由于直轴和交轴磁阻不等，负序磁场转到直轴和交轴时所对应的电抗不一样，当合成负序磁场通过直轴时，它与定子绕组、转子励磁绕组和直轴阻尼绕组相交链，如图所示，此时同步电机相当于一台副边短路的三绕组变压器，它们的电抗对应关系如表。三绕组变压器同步电机激磁电抗xm原边漏抗x1第二绕组等效电抗第三绕组等效电抗负序直轴主磁通对应的电抗xad定子绕组负序电流对应的漏抗xσ励磁绕组倍频电流对应的漏抗xf（归算值）直轴阻尼绕组倍频电流对应的漏抗xkd（归算值）§13-2同步发电机不对称运

7、行时的相序电动势、相序电抗和等效电路2.负序电抗和等效电路与三绕组变压器副边短路相似，可作出负序磁场通过直轴时的等效电路。由等效电路可得直轴负序电抗（又称为直轴超瞬态电抗，用示）。2.负序电抗和等效电路2.负序电抗和等效电路2.负序电抗和等效电路如果电机没有阻尼绕组，只要将图13－4(b)和图13－6中xkd和xkq支路断开。即为直轴和交轴负序电抗对应的等效电路，其值为若为隐极同步发电机，只要以xad=xaq=xa代入即可求出x2。式中：称为直轴瞬态电抗。§13-2同步发电机不对称运行时的相