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

西安支通大学水第二章同步发电机突然三相短路分析TEDXIANJIAOTONGUNIVERSITq轴同步电抗x.的等值电路aaXi?19SN?JaaioaO(b)(a)（a）交轴暂态电抗磁通路径（b）x等值电路16

16 N I S ω q i q i fi fi aq  xaq x xq (a) (b) （a）交轴暂态电抗磁通路径 （b）xq等值电路 q轴同步电抗xq的等值电路 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TRTXIANJIAOTONGUNIVERSIT（一）同步发电机正常稳态电运行时的压平衡关系及相量图计及电阻后可分别写出q、d轴电压方程CqtE.E, =U, +ri, + jxlaEajixdjlardO=U, +ria + jx,l。Jjiara将上两式相加，凸极机的电压平衡方程E, =U +ri + jxgia + jxgi.忽略r后则 E。=U+jxala+jxgi。ddidUa(b)(a)对于隐极机 E。=U+ri +jxai(a)凸极机(b)隐极机E,=U+jxi忽略r后可写为17

17 （二）同步发电机正常稳态电运行时的压平衡关系及相量图 (a) 凸极机 (b) 隐极机 计及电阻后可分别写出q、d轴电压方程 q q q d d d d q q j 0 j E U rI x I U rI x I          将上两式相加，凸极机的电压平衡方程 q d d q q E U rI x I x I     j j 忽略r后则 q d d q q E U x I x I    j j 对于隐极机 q d E U rI x I    j 忽略r后可写为 q d E U x I   j 第二章 同步发电机突然三相短路分析

西安交通大学业第二章同步发电机突然三相短路分析TRXIANJIAOTONGUNIVERSITYq t凸极机借助虚构电动势 E决定q轴E.E, =U+ jxala + jx,i.jia(xd-xq)=U + jxala + jx,i, + jx,la - jx,i.EQKjixa=U+ jx(i, +i.)+ j(xa -xg)id=U + jxi + j(xa -xg)idT= Eo + j(xa -xg)iaS其中0E。 =U + jxgi0dia虚构电动势E。相量图18

18 凸极机借助虚构电动势 EQ 决定q轴 q d d q q d d q q q d q d q q d d q d q d q d Q d q d j j j j j j j ( ) j( ) j j( ) j( ) E U x I x I U x I x I x I x I U x I I x x I U x I x x I E x x I                     Q q E U x I   j 虚构电动势EQ相量图 其中 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（三）忽略阻尼绕组时的发电机暂态电势和暂态电抗同步发电机机端三相短路时刻，定子电流的交流分量突然增大，在空间的旋转磁势的幅值也将突然增大，在励磁绕组中对应定子绕组交流分量的突变将感生一个直流电流△ifa对应的空载电势Eqo也突变励磁绕组短路前的磁链：f2o = o1 - ado = foo1 + oo1 - ado1 = Or fjo1 + sjo=0,(2o +ad/0)+so =rV2n +ado/0 +sj0 = 2励磁绕组的漏磁系数Or =fo/Φr=fo/r走励磁绕组漏磁路径的电枢反应磁链Vado/0 =ad/o = (o -20))= Vfo0 -OrV2019

19 （三）忽略阻尼绕组时的发电机暂态电势和暂态电抗 同步发电机机端三相短路时刻，定子电流的交流分量突然增大，在 空间的旋转磁势的幅值也将突然增大，在励磁绕组中对应定子绕组 交流分量的突变将感生一个直流电流 i fα 对应的空载电势 Eq0 也突变 励磁绕组短路前的磁链： fΣ|0| f|0| ad|0| fσ|0| 0|0| ad|0| f f|0| δ|0| f fΣ|0| ad|0| δ|0| f fΣ|0| adσ|0| δ|0| fΣ0 ( )                                 励磁绕组的漏磁系数    f f     σ f fσ f adσ|0| f ad|0| f f|0| fΣ|0| fσ|0| f fΣ|0|               ( ) 走励磁绕组漏磁路径的电枢反应磁链 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TRTXIANJIAOTONGUNIVERSIT由 o = o ado = foo +oo - ado = fo +so=,(on +Va)+so =ron +Vadoo +Vso =得 so =(1-)o -ada/o =(1-)o ad/ol磁链(1-f)o用气隙电势Elo表示PadN中OE0sl用Es0表示 Eso=go + iao,al用riaap表示s则短路前发电机的端电压Uqo1 + iaoX。= Eq10 - iao0,Xad或写为直轴暂态电抗磁通路径Ugo = Eol -iao(X。 +OrXad)= Eqol - iao(X + Xad)= Eqo -iaopEqo暂态电势；xad=OrXad 直轴暂态电枢反应电抗x=x。+xad 称为d轴暂态电抗，显然 xd<xa20

20 直轴暂态电抗磁通路径 δ|0| f fΣ|0| adσ|0| f fΣ|0| f ad|0|               (1 ) (1 ) fΣ|0| f|0| ad|0| fσ|0| 0|0| ad|0| f f|0| δ|0| f fΣ|0| ad|0| δ|0| f fΣ|0| adσ|0| δ|0| fΣ0 ( )                                 由 得 磁链 用气隙电势 表示 用 表示 ， 用 表示 则短路前发电机的端电压 f fΣ|0| (1 )   Eq|0|   δ|0| Eδ|0| E u i x δ|0| q|0| d|0|   σ  f ad|0| f d|0| ad  i x u i x E i x q|0| d|0|    σ q|0| d|0| f ad   q|0| q|0| d|0| σ f ad q|0| d|0| σ ad q|0| d|0| d u E i x x E i x x E i x              ( ) ( )  或写为 Eq|0|  暂态电势； ad f ad x x   直轴暂态电枢反应电抗 d σ ad x x x     称为d轴暂态电抗，显然 d d x x   第二章 同步发电机突然三相短路分析