C3同步发电机的基本方程电力系统ppt课件.ppt

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1、电力系统分析1“电力系统分析”的基本内容：电力系统稳态分析——电力系统基础电力系统暂态分析——电力系统分析电力系统电磁暂态分析——同步发电机的基本方程电力系统三相短路分析与计算电力系统不对称故障分析与计算电力系统机电暂态分析——电力系统静态稳定性电力系统暂态稳定性电力系统电压稳定“电力系统分析”课程参考教材：1、何仰赞温增银.电力系统分析（上下册）（上册：Chapter3、5、6、7、8；下册：Chapter15、16、17、18、19）2、李光琦.电力系统暂态分析2第三章同步发电机的基本方程3-1基本前提3-2同步发电机的原始方程3-3d、q、0坐标系的同步电机方程3-4同步电机

2、的常用标幺制3-5同步电机的对称稳态运行33-1同步发电机的基本假设一、理想同步电机1)忽略磁路饱和、磁滞、涡流等，设电机铁心部分的导磁系数为常数2)电机转子在结构上对于纵轴和横轴分别对称；3)定子三相绕组的空间位置互差120°电角度，在结构上完全相同，它们均在气隙中产生正弦分布的磁动势；4)电机空载，转子恒速旋转时，转子绕组的磁动势在定子绕组所感应的空载电势是时间的正弦函数；5)定子和转子的槽和通风沟不影响定子和转子的电感，即认为电机的定子和转子具有光滑的表面。特点：线性、对称、正弦、光滑43-1同步发电机的基本假设二、假定正方向的选取①绕组轴线正方向→绕组磁链正方向正方向电流→

3、正方向磁链（正右旋）2.定子回路v、i、E正方向：i：中性点→端点(x→a)E：与相电流正方向相同v：向外电路，与i构成关联方向3.转子方面：各绕组感应电势正方向：→绕组电流正方向正方向励磁电压：→正向励磁电流阻尼回路的外加电压：零4.空间位置：d轴超前q轴90度d轴超前a轴α>0↑vfifiDiQvavbvciaibicrfrDrQLDLQLfLaaLbbLccrrr53-1同步发电机的基本假设二、假定正方向的选取②假定正方向——空间轴相互关系简明示意：6v——绕组端电压i——绕组电流r——绕组电阻Ψ——绕组总磁链3-2同步发电机的原始方程一、电压平衡方程和磁链平衡方程①1、电压

4、平衡方程(式(3-1))：紧凑形式：（式(3-2)）7L——绕组自电感系数或绕组间互电感系数2、磁链平衡方程(式(3-3))：3-2同步发电机的原始方程一、电压平衡方程和磁链平衡方程②紧凑形式：(式(3-4))83-2同步发电机的原始方程一、电压平衡方程和磁链平衡方程③3、原始方程的特点：（1）Ψ(i)——线性代数方程组——6个dΨ/dt(i,v)——线性微分方程组——6个（2）v、i、Ψ——共6×3＝18个变量——给定6个变量，即可唯一求解→通常6个绕组电压为给定（3）有关电感系数是时间的函数——变系数的微分-代数方程组！（4）原始方程描述了G各绕组电压、电流、磁链之间的内在关系

5、，是研究G的基础（5）为求解原始方程必须：a)明了各电感系数的变化规律及其解析描述b)寻求求解变系数微分-代数方程组的途径91．定子绕组自感系数特点：（1）周期性变化（2）周期：π（3）恒为正3-2同步发电机的原始方程二、绕组间的电感系数①10二、绕组间的电感系数②2．定子绕组互感系数特点：（1）周期性变化（2）周期：π（3）恒为负3-2同步发电机的原始方程11二、绕组间的电感系数③3．定子—转子绕组之间的互感系数特点：（1）周期性变化（2）周期：2π（3）变化范围：+———d超前qπ/23-2同步发电机的原始方程123-2同步发电机的原始方程二、绕组间的电感系数④4．转子绕组

6、的电感系数（1）各转子绕组的自感系数转子各绕组随转子旋转——自感磁通路径之磁阻（磁导）不因转子位置而变——转子各绕组自感系数为常数！Lff=Lf=const；LDD=LD=const；LQQ=LQ=const（2）d轴各绕组的互感系数直轴上f—f、D—D之间互感磁通路径的磁阻不因转子位置而变化——互感系数为常数！LfD=LDf=const（3）d—q轴各绕组间的互感系数f—f与Q—Q、D—D与Q—Q均相互垂直，相互间无互感！LfQ=LQf=LDQ=LQD=0133-3d、q、0坐标系的同步电机方程一、坐标变换和d、q、0坐标系统①原始方程存在的问题：定子电磁变量→a-b-c三相坐标

7、系统→空间静止不动转子电磁变量→d-q两相坐标系统→在空间旋转。——带来的问题：2坐标系统相对运动→各有关绕组匝链磁通的磁路之磁阻周期变化→有关电感系数为时间的周期函数→原始方程分析、求解不便解决问题的思路与原理：等效坐标变换：a-b-c坐标系统电磁量→等效变换到d-q坐标系统→各绕组间相对静止→所有电感系数均为常数坐标变换原理：电机双反应理论——空间磁等效原理143-3d、q、0坐标系的同步电机方程一、坐标变换和d、q、0坐标系统②1、定子电流通用相量：三相对称（正