【正文】 、 qq 基頻交流 → 轉(zhuǎn)子基頻交流 (3) Eq0、 E’q0 由短路前穩(wěn)態(tài)確定 必須計及負荷電流影響！ (4) ψf[0] 由短路前穩(wěn)態(tài)確定 54 四、負荷狀態(tài)下的突然短路 39 54 四、負荷狀態(tài)下的突然短路 ?????????q[ 0 ]ddq0 q[ 0 ]d d dddEi=xE 39。 = = T 39。 + x )11 ????? ??? ????? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ?σ f σ a ad σ a ad dd d 0fdσ f ad fd0ffx + x x ( x + x ) x 39。dqadq2 x 39。i = i + e e c o s ω tx x 39。 ( x x 39。 t Tf f [ 0 ]a d d a d d( x x 39。 x 2 x 39。 E39。 Ei = c o s( ω t + a ) e c o s( ω t + a )x x 39。 ??????q[ 0] q0 q[ 0]a 0 0d d dq0 q000d q d qE E Ei = c o s( ω t+ α ) ( ) c o s( ω t+ α )x x xEE 1 1 1 1+ ( + ) c o s α + ( ) c o s( 2 ω t+ α )2 x x 2 x x強 制 基 頻自 由 基 頻自 由 直 流自 由 倍 頻自 由 直 流自 由 基 頻強 制 直 流37 54 三、自由電流的衰減 ? ?? ? ? ? ??????? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?daaq [ 0] q 0 q [ 0] t T39。i = i + Δ i+ Δ i = i + c o s ω tx x 39。 ( x x 39。 x s in ω td d q0 d d q0f f [ 0 ] f a f ω f [ 0 ]a d d a d d( x x 39。 x 39。 x 39。 + i = i + ( i39。ψ E39。x x x 39。 x x 39。 = i39。 E E39。 39。 dV = E j x I39。Q q q d dE = E + j ( x x ) IE = E + ( x x ) I39。Q q q d d39。q q q d dV E jx I jx I? ? ??????39。q q d dd q qV E j x IV j x I??? ???? ??39。d↑↑xσ fψfψdxσ axa didif↑xa qψqxσ aiqq q qxi? ?q軸32 dqψ = ψ =0,d q q dψ =v ψ =v??????????qqdddqqixvixEv 39。 σ f a dd σ a σ a f a dσ f a dxxE= ψ = σ ψxxxxx = x + = x + x xx + xd q d dE x i? ????↑ ↑E ’qψdx 39。 29 ?????????????????????????????對于定子靜止反轉(zhuǎn)磁勢對于定子倍頻正轉(zhuǎn)磁勢產(chǎn)生基頻倍頻的為抵消定子倍頻對應的旋轉(zhuǎn)的為抵消定子直流對應的增加直流分量為抵消之去磁反應定子電流的增加產(chǎn)生純轉(zhuǎn)子維持定子初始的倍頻電流由于轉(zhuǎn)子不對稱靜止磁勢直流電流抵消轉(zhuǎn)子電樞磁勢旋轉(zhuǎn)磁勢基頻電流定子：空載短路電流分量小結無阻尼0000FF G?FFa30 ——短路電流構成小結： 定 子 繞 組轉(zhuǎn) 子 繞 組穩(wěn) 態(tài) 短 路 電 流勵 磁 電 流基 頻 自 由 電 流非 周 期 ( 直 流 )自 由 電 流倍 頻自 由 電 流直 流 自 由 電 流基 頻 交 流 自 由 電 流強 制 分 量 i ? ?[ 0 ]fi .fai?i i i? ? ? ?? ? ?api2i ?fi ??f f短 路 前穩(wěn) 態(tài)i? [ 0]+ ω ωt 0t ≥ 0自 由 分 量dT?aT53 無阻尼繞組同步電機突然三相短路的物理分析 31 54 無阻尼繞組同步發(fā)電機三相短路電流計算 一、暫態(tài)等值電路 ——① 暫態(tài)電勢、暫態(tài)電抗 ()()d a d ad f d d d ad ff ad f d f f ad f fx i x i i x i x ix i i x i x x i????? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?????????39。 轉(zhuǎn)子： ?轉(zhuǎn)子基頻電流 → 脈振的磁場 → 分解為相對于轉(zhuǎn)子以旋轉(zhuǎn)的正反磁場；其中：反轉(zhuǎn)與定子繞組相對靜止 → 定子繞組直流分量；正轉(zhuǎn)與定子兩倍同步速旋轉(zhuǎn) → 定子倍頻電流為抵消之而生。為抵消定子的直流和倍頻電流產(chǎn)生的電樞反應，轉(zhuǎn)子將出現(xiàn) 同步頻率的電流 。維持磁鏈不變 → 勵磁繞組產(chǎn)生直流電流 ，與原勵磁電流同，使勵磁磁場加強。 定子： (2).恒定電流（ 直流 ），三相共同產(chǎn)生在空間 靜止的磁勢 F0 。 ψq [ 0 ]= 0 、 if [ 0 ]= vf [ 0 ]/ rf→ ψf d = xa d if [ 0 ] = ψ0 amp。 假設： 同步電機是理想同步機 ——轉(zhuǎn)速不變，參數(shù)用標幺值表示。 24 二、分析的基本原理與方法 理論基礎 ： 回路磁鏈守恒原則。定子、轉(zhuǎn)子繞組電流相互影響是同步電機突然短路暫態(tài)過程區(qū)別于穩(wěn)態(tài)短路的顯著特點；也正由于此，其暫態(tài)過程比無限大電源供電系統(tǒng)三相短路后的暫態(tài)過程復雜得多！。 23 53 無阻尼繞組同步電機突然三相短路的物理分析 一、突然短路暫態(tài)過程的特點 a、 b、 c、 f、 D、 Q 6個繞組有磁耦合，定子繞組同轉(zhuǎn)子繞組間有相對運動 ——突然短路的沖擊電流可能達到額定電流的十幾倍，對電機本身和有關電氣設備都可能產(chǎn)生嚴重影響。 ２、 Im[0] =0 ３、 α=0 即短路前為空載 ip 0??mIpmI m pmII?i a p 0i[ 0 ] ???mEtφ最嚴重的 短路條件 ！ 16 三相短路電流特點總結： (1) 由于電源為“無限大”，短路后暫態(tài)過程與電源內(nèi)部無關，僅決定于外部短路回路特性。) 和 (α120186。 左邊回路中，每相阻抗由原來的 (R+R’)+jω (L+L’) 減小為 R+j ωL ，其穩(wěn)態(tài)電流必將增大。L39。R39。R39。左邊回路仍與電源連接，右邊回路則沒有電源。 3個特點： P=∞——f 恒定； Q=∞——V 恒定，內(nèi)阻抗 =0 ； 任何外部電路擾動，電源內(nèi)部都不會有暫態(tài)過程！ 理想的無限大功率電源實質(zhì)上就是“恒定電勢源” ——用 S∞ 表示 實際應用 ——利用 S∞ 的概念簡化分析計算 (1) 由多個有限功率電源并聯(lián)組成的等值系統(tǒng)，擾動引起的 P、 Q 變化，遠小于等值系統(tǒng)功率，可以當作無限大功率電源； (2) 短路時，等值系統(tǒng)的等值電源阻抗 (“系統(tǒng)阻抗” ) 外回路阻抗的 10%，外部電路短路時，等值系統(tǒng)母線電壓近似恒定 ——可以視為 S∞ 。（對稱分量法） 9 52 無限大功率電源供電系統(tǒng)的三相短路分析 一、無限大功率電源的概念 理想無限大功率電源 電源功率為無限大。 不考慮機電的相互作用！ 51 短路的一般概念 8 51 短路的一般概念 四、短路故障的基本分析方法 短路后的瞬間、暫態(tài)過程起始階段： 電氣量劇烈變化，采用微分方程分析，即：建立系統(tǒng)的微分方程模型（暫態(tài)模型），根據(jù)短路條件求解微分方程組。 短路計算的基本前提 ——短路計算條件： (1) 短路前的系統(tǒng)條件（正常運行狀態(tài)） ——包括 拓撲結構、投入設備、變壓器中性點運行方式、負荷水平、潮流計算結果等； (2) 短路位置、類型、繼電保護與重合閘方式及其有關時限等短路計算控制信息。1 第五章 電力系統(tǒng)三相短路 的暫態(tài)過程 51 短路的一般概念 52 恒定電勢源電路的三相短路 53 同步電機突然三相短路的物理分析 54 無阻尼繞組同步電機三相短路電流計算 55 有阻尼繞組同步電機的突然三相短路 56 強行勵磁對短路暫態(tài)過程的影響 2 51 短路的一般概念 一、短路原因、類型及后果 ① 電力系統(tǒng)的故障 ——正常運行狀態(tài)受到破壞 故障類型 短路原因 (1) 元件損壞、絕緣老化； (2) 氣象條件惡化； (3) 違規(guī)操作； (4) 其他。 注意： 短路是嚴重故障，可能對電力系統(tǒng)及設備造成嚴重破壞！與之比較 斷相故障相對輕微； 短路分析是故障分析的重點！ 故障簡單故障復雜故障 ： 2