第607_同步发电机三相突然短路ppt课件.ppt

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1、6.7同步发电机三相突然短路一、突然短路的特点稳态短路时，由于同步电抗较大，因而其稳态短路电流并不大，而突然短路时，由于限制其电流的超瞬变电抗很小，而且含有直流分量，因而突然短路电流很大，其峰值可以达到额定电流的十多倍。随着这一冲击电流的出现，电机的绕组将受到很大的冲击电磁力的作用，可能使绕组变形，甚至绕组的绝缘受损。突然短路过程中，电机受到强大的短路转矩的作用，可有发生振动。电机的定转子绕组出现过电压现象二、突然短路时电机内部物理现象的特点稳态短路时，电枢电流是恒定的，相应的电枢磁动势是一个以同步速旋转的恒幅旋转磁场，因而不会在转子绕组中感应电动势

2、，产生电流，从电流关系来看，相当于变压器的开路状态。突然短路时，电枢电流的大小是变化的，相应的电枢磁场的幅值是变化的，因而定、转子之间变压器作用，在转子绕组中感应电势、电流，再影响到定子绕组中电流的变化，从电磁关系来看，相当于变压器的突然短路状态。三、分析方法由于同步电机直轴和变轴的磁路磁阻的不同，而定子和转子是相对运动的，因而定、转子的互感系数和自感系数都不是常数，用微分方程来分析，求解较为困难，采用超导闭合回路磁链守恒的原理，从物理概念上进行解释，并导出突然短路时，在各绕组中出现的短路电流。五、重点熟悉掌握突然短路的分析方法和电磁特点。掌握，，的

3、物理意义和数值大小、测量方法。定子、转子各种电流分量的对应关系，及各按什么时间常数衰减。6.7.1超导闭合回路磁链守恒原理设初始和超导闭合回路交链的磁链为，由于某种原因，使和它交链磁链按　　　规律变化，则在超导体中感应一电势、电流，相应产生一磁链则=常数这就是超导闭合回路磁链守恒原理。NN在没有电阻的闭合回路中，磁链将保持不变磁链不能突变，在突然短路瞬间，认为磁链保持不变（类似超导体情况）。6.7.2突然短路过程中的基本电磁关系不考虑机械过渡过程在过渡过程期间，电机的转速保持为同步速不变；利用叠加原理电机的磁路不饱和；突然短路前为空载运行，突然短路发

4、生在发电机的出线端；不考虑强励的情况发生短路后，励磁系统的励磁电流If0始终保持不变。分析时的假设NS•x•x一、定子各相绕组的磁链转子通励磁电流If0,产生磁通，和定子各相绕组相交链的磁链为：d轴A相轴定子各相绕组磁链的初始值为：转子励磁绕组磁链的初始值为：主极漏磁定子三相绕组短路电流产生的磁链t=0时发生突然短路。发生突然短路后，定子各相绕组为了维持磁链不变，产生了三相突然短路电流,相应产生磁链由磁链守恒原理转子励磁绕组产生的磁链定子三相绕组短路电流产生的磁链为：1)维持　不变2)抵消主磁通产生的三相磁链起两个作用：保持磁链的守恒ψA=0保持磁链

5、的守恒ψB=0保持磁链的守恒ψC=0二、定子各相绕组的电流定子三相绕组短路电流产生的磁链为：旋转磁场静止磁场三相对称电流直流电流交流分量直流分量短路电流电流包含两个分量，分别是产生两个磁场，一个是旋转磁场，在绕组中建立交变的磁场，分别和对称的三相磁链　　　　相平衡，其电流为一个三相对称的频率为的交流电流，称为电枢电流的交流量或周期性分量；另一个是静止磁场，在三相绕组中建立恒定不变的磁链　　　　　　，其电流必是一组直流电流称为电枢电流的直流分量，或非周期性分量，用　　　　表示。由三相对称电流所产生的合成磁砀对某一相磁链的瞬时值与该相电流的周期性分量的瞬

6、时值成正比，而三相非周期性电流满足了短路一瞬间各相绕组电流不能突变和磁链守恒原理。周期性分量非周期性分量电枢中的电流三、转子绕组中的电流和磁链定子中周期分量中将产生一去磁的磁链,则转子中相应有一正的非周期分量的电流产生磁链,才能使转子的磁链不变。定子中非周期分量产生的静止磁场，对转子是旋转的，将引起励磁绕组出现交变磁链，故励磁绕组再感应一50Hz的周期性的分量来产生磁链,以保持磁链的守恒。则：产生的磁链抵消定子短路电流的交流分量产生的磁链抵消定子短路电流的直流分量产生的磁链四、电机总的磁场分布短路后转子转过90°电角后的磁力线分布定子绕组产生的磁力线

7、被挤出由于　　　的产生，阻止　进入转子绕组，则的实际路径为右图所示，从而保持转子磁链的守恒，而电枢反应磁通走的路径则为转子周围的气隙，磁阻很大，因而定子电枢绕组必须提供很大的周期性电流，这就是三相突然短路时电枢电流增大的根本原因。五、有阻尼绕组时电机总的磁场分布定子绕组产生的磁力线被挤出阻尼绕组中也势必产生一非周期性分量　　来维持阻尼绕组中的磁链的守恒，同样，　　　产生一磁链　　来抵消　　对阻尼绕组磁链的影响，因而　　实际的效果使走的路径的磁阻更大，电枢绕组的周期性分量的电流也更大(为)上述分析都只能决定各电流的初始值，由于每一绕组都有电阻，磁链守恒

8、无法维持，各电流都将以不同的时间常数衰减，最后达到各自的稳态值。6.7.3瞬变电抗和超瞬变电抗及测定方法一、