“同步发电机突然三相短路电流分析”教案设计.doc

PAGE PAGE 11 Ⅰ组织教学 1、安顿课堂纪录与秩序 2、呼起立，清查学生人数 3、提出本次课主要内容与任务 Ⅱ复习旧课 引入新课 简要回顾上次课程的主要内容，介绍本次课程的要点 Ⅲ讲授新课 一、无阻尼电机 假定在空载下发生机端短路。首先计算定子基频交流和转子绕组的直流。在这些电流分量共同作用下，应使定子各相绕组磁链为零，转子绕组磁链保持。于是可得所示的磁链平衡等值电路，其方程式如下 短路前定子电流为零，故。上述方程可以解出 定子的基频电流也可以由稳态参数的电势方程算出。短路时，，故有 ， 电势应是励磁绕组的全部直流（包括强制分量和自由分量）所产生的 即 电势表示短路前瞬间的空载电势，表示由励磁绕组的自由直流产生的附加电势。在短路发生后是待求的，因而也是未知的。但是，由于暂态电势不能突变，便有。根据短路前后瞬间的运行状态算出的暂态电势值，可以直接应用于短路后瞬间的计算中。 短路进入稳态后，如果励磁电压没有发生变化，励磁绕组的电流将恢复初值，相应地有。利用下式确定稳态短路电流是比较方便的，即 这样基频的自由分量将为 现在讨论定子电流中的直流分量和倍频分量以及励磁绕组中的基频电流。在这些电流分量共同作用下，应使励磁绕组的磁链为零，定子三相绕组的磁链保持初值。将定子三相磁链的初值， 和转换到坐标系可得 ， 根据上述磁链平衡条件，可就纵、横轴向分别作出等值电路如图所示。相应的方程式为 注意到空载下短路时，，解得 定子轴电流 定子轴电流 经过坐标变换，得定子相电流为 其中直流分量的出现同合闸角有关。当时，相电流中将没有非周期分量，但倍频分量则同的数值无关，它只是由于转子纵方向和横轴向的磁阻不同而产生的。 励磁绕组电流（不计衰减）的全式为 二、有阻尼 根据磁链守恒原则，在定子磁链基频分量和转子各绕组的直流分量共同作用下，定子绕组的交变磁链应等于零，转子各绕组磁链维持初值不变；在定子直流分量（包括倍频分量）和转子电流基频分量的共同作用下，定子各相绕组的磁链将维持初值不变，转子各绕组的交变磁链应等于零。利用磁链平衡等值电路，可以分别作出计算定子电流基频分量和转子直流分量的等值电路以及计算定子直流分量和转子基频分量的等值电路（图图中，，和分别为轴和轴阻尼绕组的自由分量和基频交流。阻尼绕组电流的强制分量为零。 现在讨论负载下突然短路计算。根据的等值电路 式中，次暂态电势的各轴分量的初值可根据短路前瞬间的运行状态算出。 当短路进入稳态后，如果，则有 故纵轴基频电流的自由分量为 由于，故全部为自由分量。 现在计算转子各绕组的自由直流。由等值电路图可以写出 励磁绕组和轴阻尼绕组的磁链初值可由短路前瞬间的磁链平衡关系求得 由以上两组方程可得 方程组说明，由于短路而出现的定子基频电流纵轴电枢反应磁链的增量，对于转子纵轴的每一个绕组都是靠两个绕组的自由直流共同作用来抵消的。 因为，故。由方程组可得 在轴方向，由图可得 在短路发生前瞬间 因此 在等值电路中，定子三相磁链初值的、轴分量和无阻尼绕组时的一样，既，。于是直接写出 以及 在轴方向则有 这样，得到定子电流的轴和轴分量分别为 定子相电流为 励磁绕组电流的为 纵轴阻尼绕组的电流 横轴阻尼绕组的电流 Ⅳ巩固新课 总结本次课程要点 Ⅴ布置作业 预习下次课程的主要内容