第十五章同步發(fā)電機(jī)的突然短路與振蕩

1、第一節(jié)第一節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的突然短路的物理過程同步發(fā)電機(jī)的突然短路的物理過程i 2i 12 0nd軸軸1說明超導(dǎo)體閉合回路磁鏈不變?cè)瓌t說明超導(dǎo)體閉合回路磁鏈不變?cè)瓌tconst0trddi0tdd0t(a)三相突然短路時(shí)磁鏈變化情況三相突然短路時(shí)磁鏈變化情況 0A 0B 0C t 0 fC fA fBfCCfBBfAACCBBAA000CCCCBBBBAAAA 0A t 0 fA A = fA= 0A A AA = A + A三相突然短路時(shí)磁鏈變化情況三相突然短路時(shí)磁鏈變化情況(b)ffffffffffiIIi第二節(jié)第二節(jié) 同步電機(jī)的瞬態(tài)電抗同步電機(jī)的瞬態(tài)電抗 和超瞬態(tài)電抗和超瞬態(tài)電抗 ad 0U

2、A(a)穩(wěn)定短路穩(wěn)定短路NS ad 0 f沒有阻尼繞組的同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)，沒有阻尼繞組的同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)，電樞磁通所經(jīng)的路徑電樞磁通所經(jīng)的路徑 0 fNS 0 c ad(b)突然短路瞬間突然短路瞬間當(dāng)沒有阻尼繞組的同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)，當(dāng)沒有阻尼繞組的同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)，電樞磁通所經(jīng)的路徑電樞磁通所經(jīng)的路徑 ad當(dāng)同步發(fā)電機(jī)有阻尼繞組在短路初瞬電樞當(dāng)同步發(fā)電機(jī)有阻尼繞組在短路初瞬電樞磁通所經(jīng)的路線磁通所經(jīng)的路線NS 0 c ad阻尼繞阻尼繞組組 ad ad ad阻尼繞組和激磁阻尼繞組和激磁繞組均有感應(yīng)電流繞組均有感應(yīng)電流超超瞬瞬態(tài)態(tài) ad激磁繞組激磁繞組有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流瞬瞬態(tài)態(tài) ad穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)激磁

3、繞組激磁繞組沒有沒有感應(yīng)電流感應(yīng)電流 ad XadXadadXdfad ad11111dfad ad d11111dfad dxxxxx11111X1dx X adX f直軸超瞬態(tài)電抗的等效電路直軸超瞬態(tài)電抗的等效電路X dfadd111fadfadfaddxxxxxxxxx111直軸瞬態(tài)電抗的等效電直軸瞬態(tài)電抗的等效電路路X fx X adX dqqxx qaqqaq qxxxxxx11x X a qX1q交軸超瞬態(tài)電抗的等效電路交軸超瞬態(tài)電抗的等效電路X q00max0阻尼繞組的影響勵(lì)磁繞組的影響同步電抗的作用當(dāng)當(dāng) 0=0 時(shí)的突然短路時(shí)的突然短路衰減中的直流分量衰減中的直流分量交流分量交

4、流分量如果衰減很緩慢，則在001s(半個(gè)周波)以后，最高沖擊電流達(dá)到周期性電流的起始振幅的2倍。當(dāng)當(dāng)同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，合成磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間可看著彈同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，合成磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間可看著彈性關(guān)系：當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，位移角性關(guān)系：當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，位移角 增大，相當(dāng)于將磁力增大，相當(dāng)于將磁力線拉長；當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，位移角減小，磁力線縮短。線拉長；當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，位移角減小，磁力線縮短。當(dāng)負(fù)載突然變化時(shí)，由于彈性作用，轉(zhuǎn)子位移角不能當(dāng)負(fù)載突然變化時(shí)，由于彈性作用，轉(zhuǎn)子位移角不能立刻達(dá)到新的穩(wěn)定值，即引起立刻達(dá)到新的穩(wěn)定值，即引起振蕩振蕩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在同步速上下晃動(dòng)步速上下晃動(dòng)。如振幅過大，則位移角變化

5、角大，超。如振幅過大，則位移角變化角大，超過彈性極限，將與電網(wǎng)失步。過彈性極限，將與電網(wǎng)失步。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)由不均勻的原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，將發(fā)生強(qiáng)制當(dāng)同步發(fā)電機(jī)由不均勻的原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，將發(fā)生強(qiáng)制振蕩。振蕩。如相近容量的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行，一臺(tái)發(fā)電機(jī)的振如相近容量的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行，一臺(tái)發(fā)電機(jī)的振蕩將引起另一臺(tái)發(fā)電機(jī)的振蕩，即電網(wǎng)電壓的振蕩。蕩將引起另一臺(tái)發(fā)電機(jī)的振蕩，即電網(wǎng)電壓的振蕩。說明瞬態(tài)電抗和超瞬態(tài)電抗和定子繞組的漏抗有什么說明瞬態(tài)電抗和超瞬態(tài)電抗和定子繞組的漏抗有什么不同不同 ？為什么同步發(fā)電機(jī)的突然短路電流要比持續(xù)短路電流為什么同步發(fā)電機(jī)的突然短路電流要比持續(xù)短路電流大得多？大得多？l突然

6、短路瞬間，各繞組的磁鏈需保持不變。電樞反突然短路瞬間，各繞組的磁鏈需保持不變。電樞反應(yīng)磁通的突然變化，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流來抵抗應(yīng)磁通的突然變化，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流來抵抗電樞反應(yīng)磁通，迫使電樞反應(yīng)磁通在轉(zhuǎn)子繞組以外電樞反應(yīng)磁通，迫使電樞反應(yīng)磁通在轉(zhuǎn)子繞組以外的漏磁路通過，磁阻增加，電抗減小，突然短路電的漏磁路通過，磁阻增加，電抗減小，突然短路電流大。流大。l穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，電樞反應(yīng)磁通能通過轉(zhuǎn)子繞組磁路，穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，電樞反應(yīng)磁通能通過轉(zhuǎn)子繞組磁路，磁阻小電抗大，短路電流小。磁阻小電抗大，短路電流小。突然短路電流的最大瞬時(shí)值可能達(dá)到額定電流的突然短路電流的最大瞬時(shí)值可能達(dá)到額定電流的20倍左右倍左右 產(chǎn)生很大的產(chǎn)生很大的電磁力電磁力特別在端部，將導(dǎo)致繞組的特別在端部，將導(dǎo)致繞組的端接部分受到嚴(yán)重的機(jī)械損壞端接部分受到嚴(yán)重的機(jī)械損壞 定子電流的突然變化，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流，定子電流的突然變化，在轉(zhuǎn)