電力系統(tǒng)分析1

第3章同步發(fā)電機的根本方程一．根本前提二．同步發(fā)電機的原始方程三．dq0坐標(biāo)系的同步電機方程四．同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)13.1根本前提磁路：忽略飽和、磁滯、渦流。以為導(dǎo)磁系數(shù)為常數(shù)。疊加原理。轉(zhuǎn)子構(gòu)造：縱軸和橫軸分別對稱。定子構(gòu)造：構(gòu)造一樣，空間相差120o?？蛰d電動勢是正弦函數(shù)。轉(zhuǎn)子和定子外表光滑，忽略導(dǎo)體槽和通風(fēng)槽影響。1)理想同步電機23.1根本前提定子：a、b、c三相。轉(zhuǎn)子：縱軸：勵磁繞組f、阻尼繞組D；橫軸：阻尼繞組Q。2)繞組33.1根本前提3)參考方向的選?。ㄗ与娏縜bcLaaLbbLccRRRiaicibvavbvceaebec電流：由各相的機端流出電動勢：與電流同方向電壓：與電流方向相反43.1根本前提3)參考方向的選?。D(zhuǎn)子電量vfRfLfifRDLDiDRQLQiQ電動勢：與電流同方向外加勵磁電壓：與電流方向相反阻尼回路外加電壓為零。efeDeQ53.1根本前提3)參考方向的選取—軸線aacbbcxyzifiDiQqd轉(zhuǎn)子：縱軸超前橫軸90°磁鏈：軸線方向。63.2同步發(fā)電機的原始方程1)電勢方程73.2同步發(fā)電機的原始方程1)電勢方程83.2同步發(fā)電機的原始方程2)磁鏈方程93.2同步發(fā)電機的原始方程2)磁鏈方程103.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子自感系數(shù)aα=0oα=90oaxdaxda113.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子自感系數(shù)aα=180oα=270oaxdaxda123.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子自感系數(shù)l0l20oLaa90o180o270o360o133.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子互感系數(shù)α=-30oaabbxydaabbxydα=60o143.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子互感系數(shù)α=150oaabbxydaabbxydα=240o153.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子互感系數(shù)m0m2-30oLab60o150o240o330o163.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－轉(zhuǎn)子自感和互感系數(shù)ifiDiQqd173.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－轉(zhuǎn)子自感和互感系數(shù)ifiDiQqd183.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子與轉(zhuǎn)子間互感系數(shù)aα=0oα=90oaxdaxda193.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子與轉(zhuǎn)子間互感系數(shù)aα=180oα=270oaxdaxda203.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子與轉(zhuǎn)子間互感系數(shù)0oLaf90o180o270o360omaf213.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子與轉(zhuǎn)子間互感系數(shù)aα=0oα=90oaxdaxdaqq223.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子與轉(zhuǎn)子間互感系數(shù)aα=180oα=270oaxdaxdaqq233.2同步發(fā)電機的原始方程3)電感系數(shù)－定子與轉(zhuǎn)子間互感系數(shù)maQ0oLaf90o180o270o360o243.2同步發(fā)電機的原始方程4)原始方程的特點除轉(zhuǎn)子的自感和互感系數(shù)外，其他電感系數(shù)都隨轉(zhuǎn)子角α的而周期變化，是時間的函數(shù)；磁鏈方程代入電勢方程，微分方程；求解困難—坐標(biāo)變換(派克變換)。253.2同步發(fā)電機的原始方程5)原始方程的電感系數(shù)變化的緣由定子、轉(zhuǎn)子繞組間的相對運動，使他們之間的互感系數(shù)發(fā)生周期變化；轉(zhuǎn)子在磁路上只是分別對于d軸和q軸對稱而不是隨意對稱的；定子各繞組電感系數(shù)作周期性變化。263.2dq0坐標(biāo)系的同步電機方程同步電機穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)時，電樞磁勢幅值不變，轉(zhuǎn)速恒定，對于轉(zhuǎn)子相對靜止。1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—電樞磁勢雙反響實際電樞磁勢對轉(zhuǎn)子磁場的作用分解為縱軸分量和橫軸分量273.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—電流通用相量idacbqdiqiaicib電流通用相量電樞磁勢矢量283.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—電流通用相量idacbqdiq293.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—電流通用相量acbqdiaicib303.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—派克變換313.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—派克變換派克變換323.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—派克變換333.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—幾種特殊的電流變換idacbqdiq343.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—幾種特殊的電流變換353.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—直流363.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—基頻交流373.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程1)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—倍頻交流383.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程2)dq0系統(tǒng)的電勢方程393.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程2)dq0系統(tǒng)的電勢方程403.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程2)dq0系統(tǒng)的電勢方程變壓器電勢發(fā)電機電勢413.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程3)dq0系統(tǒng)的磁勢方程423.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程3)dq0系統(tǒng)的磁勢方程433.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程3)dq0系統(tǒng)的磁勢方程矩陣不對稱443.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程3)dq0系統(tǒng)的磁勢方程－同步電抗縱軸同步電抗縱軸同步電感橫軸同步電抗橫軸同步電感零軸電抗零軸電感453.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程3)dq0系統(tǒng)的磁勢方程－同步電抗的丈量低轉(zhuǎn)差法在勵磁繞組短接的形狀下，將電機旋轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)差率s<1%，定子加三相對稱交流電壓至0.02~0.15VN，然后翻開勵磁繞組，錄取電樞電壓、電流波形。其波形包絡(luò)線為波浪式。463.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程3)dq0系統(tǒng)的磁勢方程－零軸電抗的丈量在勵磁繞組斷開的形狀下，定子加三相通以零軸電流(一樣的電流)。因其合成磁勢為零，轉(zhuǎn)子繞組無交鏈的磁鏈，轉(zhuǎn)子繞組電流都為零，只需電樞電壓、電流。473.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程3)dq0系統(tǒng)的磁勢方程－物理意義對稱系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)無勵磁483.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程4)dq0系統(tǒng)的功率公式功率公式不一致！493.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程5)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)－派克變換的特點實踐的a、b、c三相定子繞組等效為兩個定子繞組dd和qq，隨著轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)。磁阻不變。常數(shù)電感系數(shù)。平衡系統(tǒng)(ia+ib+ic=0)i0=0。對稱系統(tǒng)id和iq是常數(shù)。每相都包含零軸分量，零軸電流的合成磁勢為零。磁鏈方程的系數(shù)矩陣不對稱。變換前后功率公式不一致正交派克變換503.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程6)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)—正交派克變換513.3dq0坐標(biāo)系的同步電機方程7)坐標(biāo)變換和dq0系統(tǒng)－正交派克變換的特點磁鏈方程的系數(shù)矩陣對稱。變換前后功率公式一致。電機方程常出現(xiàn):零軸分量的定義與習(xí)慣不同：521)電勢方程3.4同步電機的根本方程(標(biāo)幺值)533.4同步電機的根本方程(標(biāo)幺值)2)磁勢方程543)功率公式3.4同步電機的根本方程(標(biāo)幺值)553.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不變并等于額定轉(zhuǎn)速。電機縱軸向三各繞組只需一個公共磁通，而不存在只同兩個繞組交鏈的漏磁通。略去變壓器電勢。除計算非周期分量外，忽略定子電阻。1)根本方程的適用化—根本假設(shè)適宜于短路計算和電力系統(tǒng)的對稱運轉(zhuǎn)分析563.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)1)根本方程的適用化—變量方向Eqd軸q軸vqiqiQψqψQifiDψdψfψDidvdEd573.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)1)根本方程的適用化—變量方向Eqd軸q軸vqiqiQψqψQifiDψdψfψDidvdEd581)根本方程的適用化—電勢方程3.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)591)根本方程的適用化—電勢方程3.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)603.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程定子電流對稱，其通用大小不變，轉(zhuǎn)速恒定與轉(zhuǎn)子堅持同步。常數(shù)61穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)3.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程對稱系統(tǒng)623.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程勵磁電流對定子繞組的互感磁鏈感應(yīng)電勢(空載電勢)633.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程－相量方式643.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程－相量圖65dq2)電勢方程－相量圖3.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)66dq2)電勢方程－相量圖3.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)假想電勢673.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程－相量模型683.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程－相量模型隱極機693.5同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)2)電勢方程－相量模型凸極機等值隱極機模型假想電勢703.5同步電機的