西安交通大学：《电力系统暂态分析》课程教学课件（讲稿）第2章 同步发电机突然三相短路分析

西安支通大学《电力暂态系统分析》?10XIANJIAOTONGUNIVERSITY第二章同步发电机突然三相短路分析

1 《电力暂态系统分析》 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安交通大学影第二章同步发电机突然三相短路分析1801XIANJIAOTONGUNIVERSIT本章主要内容：√第一节同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形分析√第二节同步发电机稳态运行情况及暂态参数V第三节同步发电机空载突然三相短路电流分析√第四节同步发电机负载下三相短路交流电流初始值√第五节同步发电机的基本方程√第六节应用同步发电机基本方程（拉式运算形式）分析突然三相短路电流√第七节自动调节励磁装置对短路电流的影响2

2 第一节 同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形分析 第二节 同步发电机稳态运行情况及暂态参数 第三节 同步发电机空载突然三相短路电流分析 第四节 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 第五节 同步发电机的基本方程 第六节 应用同步发电机基本方程（拉式运算形式）分析突然三相短路电流 第七节 自动调节励磁装置对短路电流的影响 本章主要内容： 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安支通大学第二章同步发电机突然三相短路分析TEDRXIANJIAOTONGUNIVERSITY第一节同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形分析3

3 第一节 同步发电机在空载情况下定子突然三 相短路后的电流波形分析 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安交大学第二章同步发电机突然三相短路分析TRXIANJIAOTONGUNIVERSIT第一节同步发电机空载情况下定子突然三相短路后的电流波形分析·同步发电机主要由定子和转子两个部件组成·励磁绕组通入i。，转子周围建立磁场，定子绕组切割磁力线感应出三相电势·同步发电机突然三相短路，电枢绕组中的电流对转子绕组产生影响，定转子之间的电磁耦合使得暂态过程变得较为复杂SAAW同步发电机在转子励磁绕组有励磁电流、S定子回路开路即空载运S行情况下，定子端口突(a)然三相短路后实测的电流波形图图2-1同步发电机三相短路后实测电流波形a.三相定子电流：b.励磁回路电流

4 第一节 同步发电机空载情况下定子突然三相短路后的电流波形分析 • 同步发电机主要由定子和转子两个部件组成 • 励磁绕组通入 ,转子周围建立磁场,定子绕组切割磁力线感应 出三相电势 • 同步发电机突然三相短路,电枢绕组中的电流对转子绕组产生 影响，定转子之间的电磁耦合使得暂态过程变得较为复杂 f i 图2-1同步发电机三相短路后实测电流波形 a. 三相定子电流；b. 励磁回路电流 同步发电机在转子 励磁绕组有励磁电流、 定子回路开路即空载运 行情况下，定子端口突 然三相短路后实测的电 流波形图 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安支通大学北第二章同步发电机突然三相短路分析1801XIANJIAOTONGUNIVERSITi(A)10.368（m-m）Ti40000.368(Imlm)2000Ti(s)b20004000(b)(a)（a）为短路电流中的直流分量,三相量大小不等，均按相同的指数规律衰减至零。（b）为交流分量，其峰-峰值三相相等.幅值逐渐衰减至稳态值-

5 （a）为短路电流中的直流分量,三相量大小不等，均按相同的指 数 数规律衰减至零。 （b）为交流分量，其峰-峰值三相相等. 幅值逐渐衰减至稳态值 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安交通大学水第二章同步发电机突然三相短路分析TRXIAN JIAOTONG UNIVERSITYi(A)40.368(lm-m)T4000-0.368(Imlm)2000TiHt(s)20004000(b)(a)I"稳态值交流分量的短路初始值m8（I"-Im）按两个时间常数TT’衰减至零交流分量幅值的表达式Im(t)=(I" - I")e-t/Ta +(Im - Im)e-1/Ti + I.mo6

6 • 交流分量的短路初始值 稳态值 • （ - ）按两个时间常数 衰减至零 m I m  I m I m I  Td  Td  交流分量幅值的表达式 d / / m m m m m m ( ) ( ) ( ) d t T t T I t I I e I I e I              第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安交通大学水第二章同步发电机突然三相短路分析TRXIANJIAOTONGUNIVERSITYial定子三相短路励磁绕组电流出现S AAW-ib交流分量，新增直流分量5 S -突然短路瞬间，定子短路电流及5 S-AWW-励磁回路电流均不突变(a)定子侧短路后三相绕组存在基频MAMRRNEiro交流分量和直流分量ssoff(b)转子中存在直流分量和基频交流图2-1同步发电机三相短路后实测电流波形a.三相定子电流；（b）励磁回路电流分量。7

7 • 定子三相短路励磁绕组电流出现 交流分量，新增直流分量 • 突然短路瞬间，定子短路电流及 励磁回路电流均不突变 • 定子侧短路后三相绕组存在基频 交流分量和直流分量 • 转子中存在直流分量和基频交流 分量。 图2-1同步发电机三相短路后实测电流波形 a. 三相定子电流；（b）励磁回路电流 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安支通大学第二章同步发电机突然三相短路分析TEDXIANJIAOTONGUNIVERSITY第二节同步发电机稳态运行情况及暂态参数8

8 第二节 同步发电机稳态运行情况及暂态参数 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安支通大学业第二章同步发电机突然三相短路分析TRXIANJIAOTONGUNIVERSIT第二节同步发电机稳态运行情况及暂态参数理想发电机基本假设：（1）电机转子在结构上直轴和交轴完全对称；定子三相绕组完全对称。（2）定子电流在气隙中产生正弦分布的磁动势；转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在气隙中按正弦规律分布。（3）电机的定子及转子具有光滑的表面。（4）在暂态过程期间同步发电机转子保持同步转速(5）电机铁芯部分的导磁系数为常数（6）发生短路后励磁电压始终保持不变(7）短路发生在发电机定子出线端口9

9 第二节 同步发电机稳态运行情况及暂态参数 理想发电机基本假设： （1）电机转子在结构上直轴和交轴完全对称；定子三相绕组完全对称。 （2）定子电流在气隙中产生正弦分布的磁动势；转子绕组和定子绕组间的互 感磁通也在气隙中按正弦规律分布。 （3）电机的定子及转子具有光滑的表面。 （4）在暂态过程期间同步发电机转子保持同步转速 （5）电机铁芯部分的导磁系数为常数 （6）发生短路后励磁电压始终保持不变 （7）短路发生在发电机定子出线端口 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安支通大学第二章同步发电机突然三相短路分析TRXIANJIAOTONGUNIVERSITY一、定子、转子各绕组磁轴、电流的正方向a定子各相绕组轴线的正d方向作为各相绕组磁链0?DO的正方向。励磁绕组和Q??直轴阻尼绕组磁链的正aO100x?Doo方向与d轴正方向相同：QO交轴阻尼绕组磁链的正RObcq方向与q轴正方向相同。10

10 一、定子、转子各绕组磁轴、电流的正方向 第二章 同步发电机突然三相短路分析 定子各相绕组轴线的正 方向作为各相绕组磁链 的正方向。励磁绕组和 直轴阻尼绕组磁链的正 方向与d轴正方向相同； 交轴阻尼绕组磁链的正 方向与q轴正方向相同