9三相短路过程解读.ppt

短路全电流有效值 短路全电流的最大有效值也是发生在短路后半个周期，其值为： 短路全电流有效值用来校验设备的热稳定 短路容量 短路容量也称短路功率，等于短路电流有效值与短路点处的正常工作电压（一般用平均额定电压）的乘积， 用标么值表示时，有 在短路电流的实用计算中，常用短路周期分量电流的初始有效值来计算短路功率。 t时刻的短路功率: 短路功率主要用于校验开关的切断能力。 9.3 同步发电机突然 三相短路的物理分析 9.3.1 突然短路暂态过程特点 9.3.2 同步发电机突然三相短路的物理分析 在实际电力系统中，发生突然短路时，作为电源，同步发电机的内部也要出现暂态过程，其机端电压和频率都将发生变化。 一般情况下，分析电力系统短路时，必须计及同步电机的暂态过程。 由于同步发电机转子惯性较大，可以近似认为转子保持同步转速，频率恒定。 磁链守恒原理是分析同步发电机短路物理过程的基本原理 9.3.1 同步发电机突然 三相短路的分析 短路前三相对称稳态运行 t=0时刻短路 短路瞬间磁链守恒 自由直流 稳态励磁电流（直流） 稳态短路电流（基频） 自由直流分量 基频自由电流 基频交流 倍频交流 定子方面 转子方面 强制分量 自由分量 脉振磁场 （下页解释） 正向旋转磁场 反向旋转磁场 无阻尼绕组时： 脉振磁场 在空间上按正弦规律分布 在时间上按正弦规律变化 这样的脉振磁场可以分解为两个同步旋转的直流的旋转磁势分量：正向和反向 旋转磁势的振幅为脉振磁势振幅的一半。 站在定子的角度来看，由于转子本身在旋转，故正向旋转磁势相对定子为2倍旋转速度，反向旋转磁势变为静止的。 强制分量 自由分量 定子 稳态短路电流（基频） 基频自由电流 基频次暂态分量 自由直流 反向旋转磁场 自由倍频 正向旋转磁场 转子 稳态励磁电流（直流） 自由直流 脉振磁场 自由基频 D绕组 自由直流 自由基频 Q绕组 自由直流 自由基频 有无阻尼绕组时 时间常数见下页解释 时间常数 定子绕组短接，励磁绕组的时间常数。无阻尼绕组 定子绕组、励磁绕组均短接，D阻尼绕组的时间常数。 定子绕组、励磁绕组均短接，Q阻尼绕组的时间常数。 励磁绕组短接，定子绕组的时间常数。 9.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算 回忆：同步电机的稳态运行方程 稳定运行的时候励磁电流恒定，故空载电势恒定。 短路时励磁电流不再恒定，故空载电势也不再恒定。 空载电势 d轴同步电抗 9.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算 暂态电势 暂态电抗 忽略了变压器电势 得到适用于稳态及短路时的方程 无阻尼绕组 回顾一下： 无阻尼绕组 如果同步电机无阻尼绕组，则不存在交轴暂态电抗和纵轴暂态电势。 暂态电势 暂态电抗 空载电势 d轴同步电抗 ：暂态电抗后的电势，为虚构电势，可以近似认为守恒。 稳态方程 无阻尼时稳态及短路方程 假想电势 例 已知同步电机的参数如下， 求出在额定满载运行时的电动势 q 已知同步电机的参数如下， 求出在额定满载运行时的电动势 无阻尼绕组不计衰减时发电机三相短路全电流分析 短路前瞬间 假设短路前空载 变换到dq0 定子 转子 短路后 定子 转子 dq0 定子直流 转子直流 转子交流 定子d轴交流 定子q轴交流 短路前空载 定子电流 转子电流 三角函数 无阻尼绕组考虑衰减时的全电流 转子电流 稳态短路电流 自由基频电流 自由直流 自由倍频 稳态励磁电流 自由直流 自由基频电流 9.5 计及阻尼绕组的同步电机突然三相短路分析 9.5.1 次暂态电势与次暂态电抗 9.5.2 不计各绕组电阻时的三相短路电流 9.5.3 计及各绕组电阻时的三相短路电流 由数学公式推导次暂态电势和电抗 由等效电路推导次暂态电势和电抗 纵轴次暂态电抗 横轴次暂态电势 横轴次暂态电抗 纵轴次暂态电势 1. 交轴次暂态电势与直轴次暂态电抗 2. 直轴次暂态电势及交轴次暂态电抗 有阻尼绕组同步发电机的相量图 3. 次暂态电抗后电势 有阻尼绕组考虑衰减时的全电流 稳态短路电流 自由基频电流 自由直流 自由倍频 短路电流周期分量初始值 同步发电机发生三相突然短路的暂态过程： （1）同步发电机在三相突然短路后，短路电流中含有基频交流分量、直流分量和倍频交流分量。 （2）基频交流分量初始值很大，由次暂态电动势和次暂态电抗或暂态电动势和暂态电抗决定。 （3）基频交流分量的衰减规律与转子绕组中的直流分量衰减规律一致。 经暂态过程后，短路达到稳态。 9.5