章電力系統(tǒng)三相短路分析(參考版)
2024-12-31 08:06本頁面
【正文】 ? 同步電機的強行勵磁裝置能夠迅速增大勵磁電壓及勵磁電流，有助于恢復(fù)機端電壓，同時會對短路過程產(chǎn)生顯著影響。定子電流中的非周期分量及倍頻分量與轉(zhuǎn)子電流的基頻分量對應(yīng)，衰減時間常數(shù)取決于定子繞組的時間常數(shù)。 ? 同步發(fā)電機在三相突然短路后，短路電流中含有基頻交流分量、直流分量和倍頻交流分量。 qE ? 介紹了電力系統(tǒng)短路的基本概念，提出了短路的危害以及短路計算的目的。此時勵磁電流、空載電勢及定子電流的強勵增量按照保持機端電壓為額定值這一條件而變化。 圖 強行勵磁時的變化曲線 ?三相短路時，在強勵裝置的作用下，電勢 增加，發(fā)電機的端電壓將逐漸恢復(fù)。 強行勵磁對同步電機三相短路的影響 ? 強行勵磁裝置動作時，勵磁電壓的上升規(guī)律可以近似看作由初值按指數(shù)規(guī)律上升到值，如圖 示。 （ 3）基頻交流分量的衰減規(guī)律與轉(zhuǎn)子繞組中的直流分量衰減規(guī)律一致。 衰減 計及各繞組電阻時的三相短路電流 ? 同步發(fā)電機發(fā)生三相突然短路的暫態(tài)過程： （ 1）同步發(fā)電機在三相突然短路后，短路電流中含有基頻交流分量、直流分量和倍頻交流分量。 圖中， 為暫態(tài)電抗后的電勢，為虛構(gòu)電勢，可以近似認(rèn)為守恒。 為了得到定子短路電流，需要找到一個在短路前、后瞬間不突變的電勢及相應(yīng)的電抗。 在短路前后瞬間，磁鏈不能突變。 回路中的自由分量經(jīng)過衰減后，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。 勵磁繞組中將感應(yīng)出直流分量與基頻交流分量電流。 ? 由于同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣性較大，可以近似認(rèn)為轉(zhuǎn)子保持同步轉(zhuǎn)速，頻率恒定。 系統(tǒng)接線圖 無阻尼繞組同步發(fā)電機突然 三相短路的分析 無阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路的物理分析 無阻尼繞組同步電機三相短路電流計算 ? 在實際電力系統(tǒng)中，發(fā)生突然短路時，作為電源，同步發(fā)電機的內(nèi)部也要出現(xiàn)暫態(tài)過程，其機端電壓和頻率都將發(fā)生變化。 avUNiIBI BS (4) 求 t時刻短路電流周期分量的有名值 ptI? 短路處總的短路電流周期分量的有名值為： psptptpt IIII ???? ?? ??21 avBpsavNiiptni USIUSI331 ???? ??? 例 試求圖所示系統(tǒng) 點短路時， t= 點短路時，t=。 (3) t時刻短路電流周期分量的標(biāo)幺值 ?ptI? 根據(jù)計算電抗 及所指定的時刻 t，查計算曲線（或?qū)?yīng)的數(shù)字表格）得出 。 b 將轉(zhuǎn)移電抗按相應(yīng)的等值發(fā)電機的容量歸算為各等值發(fā)電機 對短路點的計算電抗。 ?PI jsx ? 當(dāng)計算電抗 時，短路點較遠(yuǎn)，短路電流周期分量的大小已與時間 t的增加無關(guān)，發(fā)電機可以看作無限大功率的電源來處理，它的機端電壓 ? 即： ?jsx 1??UjsP xI1??? 計算曲線只需做到 ?jsx 計算曲線的應(yīng)用 應(yīng)用計算曲線求解電路的步驟如下： (1) 繪制系統(tǒng)的的等值網(wǎng)絡(luò) a 選定基準(zhǔn)功率 ，基準(zhǔn)電壓 b 略去負(fù)荷且不考慮變壓器實際變比的影響； c 發(fā)電機電抗采用 ，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻、輸電線路的電容及變壓器勵磁支路； d 無限大功率電源電抗為零。 計算電抗 ：等于歸算到發(fā)電機額定容量的發(fā)電機縱軸次暫 態(tài)電抗標(biāo)幺值 和發(fā)電機端到短路點的外接電抗標(biāo)幺值之 和。 三相短路電流的實用計算 計算曲線法 計算曲線的制作 計算曲線的應(yīng)用 計算曲線的制作 ? 計算曲線法是計算電力系統(tǒng)暫態(tài)過程中電流和電壓的一種實用計算法。 2p tmPt II ?pti假設(shè)周期分量 在計算周期內(nèi)幅值恒定， t時刻的周期電流有效值為 atat Ii ?ati假設(shè)非周期分量 在以時間 t為中心的一個周期內(nèi)不變，因此其有效值等于瞬時值，即 22atptt III ??因此 t時刻短路全電流的有效值為： ? 短路全電流有效值 = 2)(2)2(??? tatmim iII21 2( 1 )2mim imIIK? ? ? 短路全電流的最大有效值 也是發(fā)生在短路后半個周期，其值為： 短路全電流有效值用來校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定 ? 短路功率
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