同步发电机不对称运行剖析.ppt

13-1 同步发电机的相序阻抗和相序等效电路 复习对称分量法 各相序阻抗和等效电路 13-2 同步发电机不对称运行实例分析 单相对中点稳态短路 两线间稳态短路 不同稳态短路的短路电流比较 不对称运行对电机的影响 第13章 同步发电机非正常运行 13-1 同步发电机相序阻抗和等效电路 不对称运行的原因：三相负载不对称；故障（雷击、单相对中点短路、两相短路等）。 不对称运行的分析方法：对称分量法。 ， 对称分量法简介：对称分量法是一种线性变换方法，它将任意一组不对称的三相相量分解为等效、独立的三组对称相量，即正序、负序、零序分量。 一、复习对称分量法 即： 即： 图13-1 对称分量法示意 二、同步发电机的相序阻抗和等效电路 同步发电机不对称运行时电压和电流的对称分量分别为 ，由于转子对各相序电流所产生磁场的反应不同，使各相序阻抗互不相同。 考虑到对称绕组中感应的励磁电动势只有正序分量，可画出各相序的等效电路。 对应的电压方程为： 图13-2 同步发电机各相序等效电路 1.正序阻抗和正序等效电路 电枢三相绕组流过对称的正序电流时，电枢磁势与转子同步旋转，同步电机所表现的阻抗为正序阻抗，用Z1表示。 x1 即同步发电机的稳态运行时的同步电抗。 Z1＝ra＋jx1 对于隐极电机:正序电抗就是同步电抗，即:x1＝xt 对于凸极电机: 当电枢磁动势与直轴重合时，x1＝xd 当电枢磁动势与交轴重合时，x1＝xq 在其他位置时，x1的值将在xd 和xq 之间 2. 负序阻抗和负序等效电路 发电机没有负序励磁电动势， 即： ，相当于励磁绕组短接。 电枢三相绕组流过一组对称的负序电流时，电枢磁势反转，在转子正向同步旋转、励磁绕组短接，同步电机所表现的阻抗成为负序阻抗，用Z2表示。此时同步电机相当于s=2 的感应电动机运行状态。 转差率： （1）转子无阻尼绕组 带入 s=2 的感应电动机等效电路，并考虑到交轴及直轴的差别，分别讨论转子上有、无阻尼绕组两种情况，可得到负序阻抗。 图13-3 无阻尼绕组的负序等效电路 忽略电枢电阻： abc 三相静止坐标与 dq两相旋转坐标 a b x y c z a相 b相 c相 d q Dd Dd Dq 定子： a、b、c三相绕组 转子： 励磁绕组 f d 轴阻尼绕组Dd q 轴阻尼绕组Dq f Dq 图13-4 同步发电机各绕组结构示意图 （2）转子有阻尼绕组 图13-5 有阻尼绕组的负序等效电路 忽略电枢电阻： 由于负序电枢磁势交替掠过转子dq轴，近似取： 即： 注意： 阻尼回路的参数对负序电抗的影响较大。 结论： 同步电机的 ，因为负序磁场在励磁绕组和阻尼绕组中感应电流起去磁作用，使气隙中负序磁场大大削弱。 3. 零序阻抗和零序等效电路 发电机没有零序励磁电动势， 即： ，相当于励磁绕组短接。 电枢三相绕组流过零序电流时，同步电机所表现的阻抗称为零序阻抗，用 Z0 表示。 当电枢三相对称绕组通入零序电流时，气隙基波合成磁动势将等于零，零序电抗 x0 属于漏电抗性质。 短距绕组在某些槽内上下层绕组电流方向相反，使零序槽漏抗变小。 一、同步发电机的单相对中性点稳态短路 设同步发电机的A相对中点短路，B、C相为空载。 13-2 同步发电机的不对称运行实例分析 图13-6 同步发电机的单相对中性点短路 发电机端点的约束条件为： 图13-7 同步发电机单相短路的复合序网 ，单相稳态短路电流比三相稳态短路电流大。 单相短路电流： 三相短路电流：