同步发电机的基本方程及应用.pptVIP

试求在额定满负荷运行时的电势Eq 、EQ （忽略定子电阻R） 解：用标幺值计算，额定满负荷时U 1.0，I 1.0 （1）先计算EQ。由相量图可得 （2） * j δ j 相量计算 * j δ j 1-4 同步机突然三相短路物理过程分析 发电机旋转元件，比变压器和输电线路复杂，要两个方向作等值电路 * 横轴向等值电路 jxq 纵轴向等值电路 jxd ＋ － 短路电流是哪个？ 一、突然短路的特点 冲击电流大 发电机内部发生暂态过程，不能将其做恒定电势源处理 暂态过程使得周期电流增加，非周期电流同时增加 冲击电流可达额定电流的十几倍 定转子间相互影响 短路前定子三相对称电流的合成磁势的幅值恒定，在空间以同步速度旋转，与转子没有相对运动，不会在转子中感应电流。 突然短路时，回路阻抗下降，定子电流数值急剧变化，电枢反应磁通变化，在转子绕组中感应电流，又反过来影响定子电流。 等这些感应电流因电阻的能量损耗衰减到零后，同步机达到稳态短路状态。只在暂态存在的电流称为自由电流。 * 分析电流分量，分清自由分量、强制分量，转速不变，标幺值表示 二、超导体闭合回路磁链守恒 * 应用磁链守恒分析电流分量的产生 三、空载无阻尼同步机三相短路的物理分析 空载运行 转子励磁绕组电流 磁链 定子中只有励磁绕组产生的主磁链ψ * （一）短路发生前各绕组中的电流和磁链 主磁链 转子旋转定子磁链作正弦变化 正弦变化的磁链，算不算守恒？ 一旦短路，短路瞬间的磁链就应一直保持守恒，若短路发生在 角度为θ0瞬时，以此刻为t 0时刻，即 定子磁链为 * 定子磁链初值 暂不考虑转子各绕组暂态电流的影响，定子电流分量有 直流分量 iap 维持初始磁链不变 基频交流电流分量 ip 抵消转子励磁主磁链在定子中产生的交变磁链 2倍频率的交流 i2ω适应磁阻2倍频率的变化， 定子各相直流在空间的合成磁势是静止的，维持定子初始磁链不变 * （二）短路发生初瞬间，各绕组电流的产生 忽略各绕组电阻，应用磁链守恒原理分析 1.定子各相绕组为维持初始磁链不变，产生三相突然短路电流 2倍频率变化 保持磁链守恒 定子突然短路电流对转子绕组有什么影响呢? 1 转子绕组中自由直流分量的产生 定子短路电流基频分量, 产生去磁的电枢反应，为了抵消短路后的电枢反应，维持转子绕组初始磁链不变，励磁绕组中感应出自由直流 * 定子基频和转子电流直流分量共同保持 转子磁链守恒--在转子看是静止不变的磁链 定子交变磁链为零--在定子看是交变的磁链 2.定子电流对转子励磁绕组产生强烈的电枢反应 d q if[0] + d q + if[0] +Δifa 定子短路电流三相直流分量,产生在空间静止的磁场,维持定子三相绕组磁链初值不变 对于旋转的转子产生同步频率的交变的磁链,在转子绕组中产生交流 转子绕组的基频交流, 产生脉振磁场, * 定子直流,倍频和转子交流分量共同保持 定子磁链守恒--在定子看是静止不变的磁链 转子交变磁链为零--在转子看是交变的磁链 2 转子绕组中自由交流分量的产生 d q ifω + 小结 Eq短路瞬间变化 为使磁链守恒，定转子绕组中没有相对运动的电流分量相互平衡，以同一时间常数衰减 定子二倍频率电流是由于转子纵横轴不对称，转子旋转引起的 * * * 同步发电机的基本方程 一、理想同步机 1.理想同步机的绕组 同步发电机有6个有磁耦合关系的线圈。 * 同步发电机的运行特性对电力系统的运行状态起决定性的影响。因此需要建立同步电机的比较精确而完整的数学模型，分析同步发电机内部的各电磁量的关系，为电力系统的暂态研究准备必要的基础知识。 1-1基本前提 在定子上有静止的三个相绕组a、b、c 转子方面有一个励磁绕组f ， 等值直轴阻尼绕组D和等值交轴阻尼绕组Q 凸极机的闭合短路环或隐极机转子铁心中的涡流为阻尼绕组 x b + + + + + + a d a b D D y z a c q Q Q D D f ω + + + + + c * 2.理想同步机的假设条件 线性化 忽略磁路饱和、磁滞、涡流等的影响，假设电机铁心部分的导磁系数为常数 结构对称 电机转子在结构上对于纵轴和横轴分别对称 电机定子的a、b、c三相绕组的空间位置互差120°在结构上完全相同 适当简化 定子和转子的槽和通风沟不影响定子和转子的电感，即认为