无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算学习教案.pptx

《无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算学习教案.pptx（41页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、无阻尼绕组同步电机三相短路电流无阻尼绕组同步电机三相短路电流(dinli)计算计算第一页，共41页。2023/2/72023/2/72 2相应相应(xingyng)(xingyng)等值电路等值电路第1页/共41页第二页，共41页。2023/2/72023/2/73 3从方程式中消去励磁绕组从方程式中消去励磁绕组(roz)(roz)电流电流 暂态电抗(dinkng)暂态电势(dinsh)（不能突变）第2页/共41页第三页，共41页。2023/2/72023/2/74 4如果(rgu)沿纵轴向把同步电机看做是双绕组变压器，当副方绕组(即励磁绕组)短路时，从原方(即定子绕组)测得的电抗暂态电抗第3

2、页/共41页第四页，共41页。2023/2/72023/2/75 5适用(shyng)于稳态分析，也适用(shyng)于暂态分析中将变压器电势略去或另作处理的场合。（5-18）定子磁链平衡方程(fngchng)变为定子电势方程(fngchng)：当变压器电势(dinsh)第4页/共41页第五页，共41页。2023/2/72023/2/76 6暂态参数表示的电势方程式写成交流暂态参数表示的电势方程式写成交流(jioli)(jioli)相量的相量的形式：形式：或（5-20）稳态时方程第5页/共41页第六页，共41页。2023/2/72023/2/77 7A、用电势 和电抗 作等值电路(dinl)。

3、假想电势 将表示为：无论是凸极机、隐极机，一般(ybn)都有 。n两种方案(fng n)计算第6页/共41页第七页，共41页。2023/2/72023/2/78 8B B、用电势、用电势(dinsh)(dinsh)和电抗和电抗 作等值电路。作等值电路。暂态电抗(dinkng)后的电势相位落后于暂态电势第7页/共41页第八页，共41页。2023/2/72023/2/79 9采用采用(ciyng)(ciyng)暂态参数时，同步电机的相量图暂态参数时，同步电机的相量图第8页/共41页第九页，共41页。2023/2/72023/2/71010例5-1 就例3-2的同步电机及所给运行条件(tiojin)

4、，再给出 ，计算电势 和 。根据(gnj)相量图5-12，可知电势(dinsh)同机端电压 的相位差为：解：例3-2中已算出 和 ，因此第9页/共41页第十页，共41页。2023/2/72023/2/71111二、不计衰减二、不计衰减(shui jin)(shui jin)时的短路电流算式时的短路电流算式1.1.计算定子基频交流计算定子基频交流(jioli)i(jioli)i和转子绕组的直流和转子绕组的直流ifaifa2.2.i i和和ifaifa共同作用下共同作用下定子各相绕组磁链为零，定子各相绕组磁链为零，转子绕组磁链保持初值转子绕组磁链保持初值假定在空载(kn zi)下发生机端短路（5-

5、25）第10页/共41页第十一页，共41页。2023/2/72023/2/71212短路短路(dunl)(dunl)前空载，定子电流为零前空载，定子电流为零解方程，得第11页/共41页第十二页，共41页。2023/2/72023/2/71313短路(dunl)进入稳态后基频(j pn)电流的自由分量：稳态短路(dunl)电流为：第12页/共41页第十三页，共41页。2023/2/72023/2/714142.计算定子电流中的直流分量iap、倍频分量i2、励磁绕组(roz)中的基频电流if（5-31）在这些电流分量共同作用下，应使励磁绕组(roz)的磁链为零，定子三相绕组(roz)的磁链保持初值

6、。将定子(dngz)三相磁链的初值转换到d、q、0坐标系:第13页/共41页第十四页，共41页。2023/2/72023/2/71515励磁绕组的磁链为零，定子(dngz)三相绕组的磁链保持初值第14页/共41页第十五页，共41页。2023/2/72023/2/71616空载(kn zi)短路解出：第15页/共41页第十六页，共41页。2023/2/72023/2/71717定子(dngz)d轴电流：定子(dngz)q轴电流：（5-35）（5-36）d、q、0a、b、c坐标系中的交流(jioli)，定子a相电流：第16页/共41页第十七页，共41页。2023/2/72023/2/71818第1

7、7页/共41页第十八页，共41页。2023/2/72023/2/71919励磁绕组电流励磁绕组电流(dinli)(dinli)(不计衰减不计衰减)：第18页/共41页第十九页，共41页。2023/2/72023/2/72020 习题：有一台同步发电机短路前在额定端电压额定负载时，习题：有一台同步发电机短路前在额定端电压额定负载时，coscos0.80.8（滞后）的情况下，已知同步电机以其额定值为（滞后）的情况下，已知同步电机以其额定值为基准值的标幺值参数为：基准值的标幺值参数为：xd=1.15xd=1.15，xqxq0.750.75，xdxd0.370.37，当机端发生当机端发生(fshng)

8、(fshng)三相短路时。三相短路时。求短路前瞬间求短路前瞬间Eq0Eq0，短路前瞬间，短路前瞬间Eq0Eq0，Eq0 Eq0第19页/共41页第二十页，共41页。2023/2/72023/2/72121三、自由电流的衰减时的短路(dunl)电流算式 R0 n简化原则：n在短路瞬间为了保持本绕组磁链不变而出现的自由电流，如果它产生的磁通对本绕组相对静止，那么这个自由电流即按本绕组的时间常数衰减。一切同该自由电流发生依存关系的其他自由电流(本绕组的或外绕组的)均按同一时间常数衰减。n 直流自由分量(fn ling)在哪个绕组中通过，它所产生的磁通对该绕组相对静止，则衰减主要受这个绕组的电阻影响，

9、衰减按该绕组的时间常数衰减。n 同该自由电流有依存关系的其他自由电流(本绕组的或外绕组的)也按这一时间常数衰减第20页/共41页第二十一页，共41页。2023/2/72023/2/722222.2.某绕组的时间常数即是该绕组的电感某绕组的时间常数即是该绕组的电感(din n)(din n)(同其同其他绕组有磁耦合关系的电感他绕组有磁耦合关系的电感(din n)(din n)和电阻之比，和电阻之比，而忽略其他绕组电阻的影响。而忽略其他绕组电阻的影响。第21页/共41页第二十二页，共41页。2023/2/72023/2/723231 1、定子电流非周期分量、定子电流非周期分量(fn ling)(f

10、n ling)、倍频分量、倍频分量(fn ling)(fn ling)、励、励磁电流的基频电流磁电流的基频电流iapiap产生的磁通对定子绕组相对静止产生的磁通对定子绕组相对静止(jngzh)(jngzh)按按TaTa衰减衰减i2i2、ifif同同iapiap有依存关系有依存关系按按TaTa衰减衰减时间常数时间常数TaTa：定子绕组的电感和电阻之比确定。：定子绕组的电感和电阻之比确定。定子绕组的等效电抗介乎定子绕组的等效电抗介乎xdxdxqxq。第22页/共41页第二十三页，共41页。2023/2/72023/2/72424定子定子(dngz)(dngz)绕组的时间常数绕组的时间常数励磁绕组短

11、接，考虑定子励磁绕组短接，考虑定子(dngz)(dngz)绕组时间常数的等效电抗绕组时间常数的等效电抗xdxq第23页/共41页第二十四页，共41页。2023/2/72023/2/72525时间常数时间常数(sh jin chn sh)(sh jin chn sh)：第24页/共41页第二十五页，共41页。2023/2/72023/2/72626ifa磁通对励磁(l c)绕组相对静止按Td衰减i同ifa有依存关系 按Td衰减。2、励磁(l c)绕组的自由直流、定子基频电流的自由分量励磁绕组的时间常数定子绕组短接，考虑励磁绕组时间常数的等效(dn xio)电抗第25页/共41页第二十六页，共41

12、页。2023/2/72023/2/72727定子绕组定子绕组(roz)(roz)开路时励磁绕组开路时励磁绕组(roz)(roz)的时间常数的时间常数第26页/共41页第二十七页，共41页。2023/2/72023/2/72828计及自由计及自由(zyu)(zyu)电流的衰减，定子的电流的衰减，定子的d d轴和轴和q q轴电流：轴电流：定子(dngz)a相的电流：第27页/共41页第二十八页，共41页。2023/2/72023/2/72929无阻尼绕组(roz)同步电机突然三相短路电流波形：第28页/共41页第二十九页，共41页。2023/2/72023/2/73030四、负载状态(zhungt

13、i)下的突然短路负载(fzi)下短路时由由1.励磁绕组(roz)直流分量第29页/共41页第三十页，共41页。2023/2/72023/2/731312.2.定子电流定子电流(dinli)(dinli)的非周期分量和倍频分量；转子基的非周期分量和倍频分量；转子基频交流频交流转换(zhunhun)到d、q、0坐标系：第30页/共41页第三十一页，共41页。2023/2/72023/2/73232引入衰减因子后，定子(dngz)电流d轴和q轴分量分别为:（5-45）第31页/共41页第三十二页，共41页。2023/2/72023/2/73333定子(dngz)a相电流:励磁(l c)绕组的电流：（

14、5-46）（5-47）第32页/共41页第三十三页，共41页。2023/2/72023/2/73434认为是发电机定子绕组的漏电抗增大认为是发电机定子绕组的漏电抗增大(zn d)(zn d)了了 。电压电压 将不再是机端电压，而应取为短路点的电将不再是机端电压，而应取为短路点的电压。压。短路不是直接短路不是直接(zhji)(zhji)发生在发电机机端？发生在发电机机端？短路(dunl)点的电压第33页/共41页第三十四页，共41页。2023/2/72023/2/73535例例5-2 5-2 对例对例3-23-2的同步发电机，的同步发电机，xd=1.0,xq=0.6,xd=0.3xd=1.0,x

15、q=0.6,xd=0.3。再。再补充以下参数：定子电阻补充以下参数：定子电阻r=0.005r=0.005，定子漏抗，定子漏抗xa=0.15xa=0.15，励，励磁磁(l c)(l c)绕组时间常数绕组时间常数Td0=5sTd0=5s。试计算下列情况下的定子电。试计算下列情况下的定子电流和励磁流和励磁(l c)(l c)绕组电流：绕组电流：(1)(1)空载而有额定端电压时机端三相短路；空载而有额定端电压时机端三相短路；(2)(2)额定满载下机端三相短路；额定满载下机端三相短路；(3)(3)额定满载下距离发电机端有电抗额定满载下距离发电机端有电抗xe=0.5xe=0.5和电阻和电阻rere0.05

16、0.05处处发生三相短路。发生三相短路。第34页/共41页第三十五页，共41页。2023/2/72023/2/73636解:(一)空载下的短路(dunl)电流计算空载(kn zi)时定子(dngz)电流励磁绕组的电流第35页/共41页第三十六页，共41页。2023/2/72023/2/73737(二)额定满载(mnzi)下的短路计算已求得，由此可得定子(dngz)电流励磁绕组(roz)的电流第36页/共41页第三十七页，共41页。2023/2/72023/2/73838（三）在一定（三）在一定(ydng)(ydng)的外接阻抗后发生短路的外接阻抗后发生短路先计算先计算(j sun)(j sun

17、)时间常数：时间常数：还要计算短路点k在短路发生(fshng)前的电压 。根据相量图可得第37页/共41页第三十八页，共41页。2023/2/72023/2/73939 为电压相量 落后于端电压 的相角应用公式（5-46）和（5-47）时，电抗 、和 均应添加 ，并且用 和 分别代替 和 ，这样便可算出 为电压相量 落后于电势 的相角第38页/共41页第三十九页，共41页。2023/2/72023/2/74040第39页/共41页第四十页，共41页。2023/2/72023/2/74141总结(zngji)应熟练掌握短路冲击电流、短路电流的最大有效值和短路功率的计算公式；以及同步电机常用暂态参数的意义及其应用，特别是相量图5-11和图5-23，已知发电机机端电压和电流（或功率）确定空载电势、暂态电势和次暂态电势，如例题(lt)5-1和5-3。无阻尼发电机的短路电流；暂态参数和次暂态参数的意义及其应用。第40页/共41页第四十一页，共41页。