第005章 五章 电力系统三相短路的暂态过程(二)ppt课件.ppt

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1、一、磁链方程和等值电路作出磁链等值电路纵轴向等值电路＋－＋－＋－横轴向等值电路5-4无阻尼同步发电机突然三相短路电流计算1二、暂态电势和暂态电抗暂态电势的重要特性是短路前后不跃变，因为它和励磁绕组的总磁链成正比希望用定子量,消去if定义暂态电势暂态电抗＋－＋－2三、交流等效电路相量图定子磁链方程变成定子电势方程适用于稳态和暂态过程的基频分量,写成交流相量的形式不计变压器电势q3四、不计衰减的电流算式1.定子交流和转子直流电流磁链方程消去励磁电流，定子基频交流（dq0直流）4q向dq轴投影abc坐标下磁链初值abcψd

2、ωtα0q确定ψ的值，空载2.定子直流和转子交流电流对于转子交流和定子非周期电流磁链方程为aψdbcα05由方程组或等值电路可得全电流公式(变换回到abc系统）整理，得变换出二倍频率的电流，也满足电流不跃变＋－＋－＋－＋－6自由分量由于电阻的耗能将衰减至零，由于绕组间的磁耦合的关系，衰减的时间常数与其他绕组的参数有关一切互相依存的自由分量电流（本绕组和外绕组）按同一时间常数衰减，且主要受直流分量所在绕组的电阻的影响。空载短路定子直流分量按定子的时间常数Ta衰减到零，与它有依存关系的定子2倍频交流分量和转子励磁绕组基频

3、交流按此时间常数衰减到零励磁绕组自由直流分量按时间常数衰减，定子基频电流自由分量也按这个时间常数衰减。五、计及衰减的电流算式定子电流（abc坐标）定子电流（dq0坐标）转子励磁绕组电流7时间常数的计算定子绕组的时间常数励磁绕组的时间常数从转子看进去8计及衰减的电流算式96.负载条件下短路突然短路，定子电流增加，转子磁链守恒，只不过短路前的初值不同(1)定子基频电流10(2)定子直流和二倍频电流bca-qdδaδ11Ψ[0]dq0坐标下abc坐标下dq0坐标下的磁链表达式bcaqdδδU[0]12由方程或等值电路可得和

4、空载情况比较短路电流公式13(3)abc坐标短路电流公式14二、阻尼同步发电机突然三相短路（一）突然短路的物理分析与无阻尼比较，结构上看纵轴三个闭合绕组，横轴两个闭合绕组A)横轴与无阻尼的纵轴类似不同的是，阻尼绕组中没有电源，产生的电流都是自由分量B)纵轴三个绕组产生自由电流，共同维持磁链守恒151.空载短路前转子阻尼绕组磁链纵轴阻尼绕组D其轴线q轴与励磁绕组轴线相同，励磁电流的主磁链与阻尼绕组D交链这两个绕组相对静止，阻尼绕组中没有电源横轴阻尼绕组Q其轴线q轴与励磁绕组轴线垂直+++dDDqQQDDf+16突然短路

5、后定子三相对称基频电流产生的电枢旋转磁势Fa对转子相对静止，不计定子绕组电阻，对转子上各绕组产生纯d轴的去磁电枢反应，为抵消这一电枢反应，保持转子各绕组磁链守恒，励磁绕组中产生自由直流Δifa，D轴阻尼绕组中将产生直流分量电流ΔiDa，维持其初始磁链不变，这一d轴阻尼绕组电流的磁链与主磁链一样与定子绕组交链，激起定子电流进一步增大。定子基频交流分量记为定子的d轴去磁磁链与转子q轴阻尼绕组与不交链，q轴阻尼绕组Q的磁链没有变化，无直流分量产生，ΔiQa，=0。2.突然短路后转子阻尼绕组中产生的电流分量（1）直流分量的产

6、生17（2）交流分量的产生定子三相直流电流产生静止磁场，相对于转子为转速-ω的旋转磁场，倍频电流产生二倍同步转速的磁场，相对于转子为转速+ω的旋转磁场，抵消定子的电枢反应，励磁绕组中产生基频交流电流ifω，在阻尼绕组中产生iDω和iQω，空载机端突然三相短路各绕组电流强制分量自由分量定子iabc稳态短路电流i∞基频自由电流直流电流iap倍频交流i2ωif励磁直流if[0]自由直流Δifα基频交流ifωiD自由直流ΔiDα基频交流iDωiQ自由直流ΔiQα≈0基频交流iQω183.负载条件下短路的不同短路前有负荷，有横

7、轴基频电流Iq[0]，在阻尼绕组中有初始磁链短路后忽略定子电阻，基频电流强制分量基本上是纯感性的i∞，q轴分量基本上为零。q轴定子基频电流的变化改变了q轴阻尼绕组Q的磁链，为维持Q绕组磁链初值，阻尼绕组产生自由直流分量ΔiQa，引起定子q轴基频自由交流的产生dq这两个电流按阻尼绕组Q时间常数衰减由于负载短路定子电流和磁链的初始值与空载不同，各短路电流分量的初值也与空载时不同。19（二）次暂态电势和次暂态电抗作出磁链等值电路，由戴维南等值电路＋－＋－＋－＋－＋－20q轴相当于无阻尼的d轴，有两个绕组＋－＋－－＋＋－21

8、（三）交流相量图不计变压器电势dq22（四）定子短路电流基频分量23abc坐标系统dq0坐标系统dq0坐标系统（五）自由电流衰减的时间常数241.定子绕组的时间常数252.q轴阻尼绕组的时间常数263.d轴的两个时间常数定子电流分成按两个时间常数衰减的分量一个分量按暂态时间常数衰减,衰减得慢一个分量按次暂态时间常数衰减,衰减得快272829比较