电力系统暂态分析-第2章 同步发电机突然三相短路分析.ppt

2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * 公式总结： * C程序设计 * * 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 短路瞬间路磁链分析 磁链平衡方程式 整理得： 磁路磁阻与线圈（绕组）电感（电抗）之间的关系 1、磁路磁阻和线圈电感（电抗）之间的关系 因为 所以有 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 2、磁路并联时线圈的电感（电抗） 因为有 所以： 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * * 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 3、磁路串联时线圈的电感（电抗） 因为有 所以： 无阻尼绕组短路电流基频交流分量初始有效值 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 三、计阻尼绕组影响时短路电流初始值 短路瞬间磁通分布图及等值磁通分布 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 短路电流基频交流分量初始有效值 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 发电机空载情况下短路电流的表达式 1、定子绕组阻抗变化过程 2、定子电流变化过程 3、短路周期电流电流表达式 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 短路发生在外电抗x 后时 应将外电抗x 加在相应的发电机电抗上。 当短路点距离机端较远，即x 很大时，可以认为短路电流有效值保持不变 即将发电机作为无限大电源处理。 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 短路全电流近似表达式 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 例：一台额定功率为300MW的汽轮发电机，额定电压18kV，额定功率因数为0.85，其有关电抗标幺制为： 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 试计算发电机在端电压为额定电压的空载情况下，端口突然发生三相短路后电流交流分量的初始值 解： 因为 所以 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 一台额定功率为50MW的同步发电机，额定电压为10.5kV，额定功率因数为0.8，以发电机额定参数为基准值的次暂态电抗标幺值为 2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析 电力系统暂态分析 * 试计算发电机在端电压为额定电压的空载情况下，端口突然发生三相短路后电流交流分量的初始值 课堂作业： 一、同步电机正常稳态运行时的向量图和电压平衡关系 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * （1）凸极机分析 忽略电阻后，可简化为 按q、d轴分解得 电压平衡方程 凸极机电压平衡方程的向量图示意 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * 凸极机空载电动势的确定 由于 、 均在q轴方向，所以 也必在q轴方向，据此即可确定q轴方向。 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * 对于凸极机需要 才能求出 ，即需要知道＋d、＋q轴的方向，为确定＋q轴的方向引进虚构电势 d轴和q轴方向确定的矢量图 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * （2）隐极机分析 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * 电压平衡方程 电压平衡矢量图 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * 二、不计阻尼绕组时初始值 和 、 （1）交轴方向 短路前的交轴电势平衡方程为： 对于这种情况，我们采用的方法是分别分析交轴和直轴方向的电压平衡方程。 短路后，电枢反应由 突变至 ，可以看做在 上突然增加了一个增量 ，对应的前者的磁通仍走主磁路，后者则走漏磁路径。 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * 因此，短路后的交轴电势平衡方程为： 整理得： 合并： 考虑到短路前交轴的电势平衡方程： 2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 电力系统暂态分析 * 短路后的电势平衡方程可改写为： 令： 则短路电流周期分量起始值直轴分量计算公式为：