第20章+同步发电机的不对称运行.ppt

1、第二十章 同步发电机不对称运行,不对称,为什么会不对称？,知识点： 对称分量法 相序阻抗概念及测定方法 同步发电机不对称短路（不对称运行的实例 ） 了解单相同步发电机概念（不对称运行的实例）,第二十章 同步发电机不对称运行,原因： 负载不对称；电机不对称。 后果： 损耗大、局部易发热（磁极发热）？ 影响供电质量 其它用电设备性能恶化,例：三相发电机，原对称空载运行，现A相带容性负载， B相带阻性负载，C相带感性负载，求输出电流。,（容性）,（阻性）,（感性）,20-1对称分量法 将一组不对称电压（或电流）分解成为三组对称的分量： 正序分量（右上标 +） 负序分量（右上标 ） 零序分量（右上标

2、0）,意义？,脉振磁势的分解：,1、正序（又称顺序）分量：,幅值相等、相位上顺相序相差120,矢量算子： 相位超前120,特点：三相正序电流建立正向旋转磁场！,2、负序（又称逆序）分量,幅值相等、相位上逆相序相差120,特点：三相负序电流建立反向旋转磁场！,3、零序分量,幅值相等、相位相同,特点：三相零序电流合成磁势为零！,？,正序分量,负序分量,零序分量,合成,分 解,不对称系统！,一、不对称系统与相序对称分量,9,分解,合成,对称分量法的实施步骤,分 解,合 成,不对称 系统,不对称量,10,11,各相序分量：,二、各相序分量的电压平衡式,12,各相序分量的电压平衡式：,转子正转、励磁电流

3、恒定,以隐极电机为例,端电压,励磁电压,电枢每相阻抗,13,各相序分量的等值电路：,14,例20-1,=,+,+,15,例20-1,见图203,16,说明： 电压不对称程度取决负载不对称度、相序阻抗大小 负序影响大于零序 负序电流产生反向旋转磁场，造成显著损耗。 负序电流是负载不平衡的标志 三相零序电流合成磁势为零。 无中线时，则无零序分量,=0,复数的形式：,（指数式）,（三角式）,（极坐标式）,复数运算,熟记!,加减运算：,设,则,乘法运算：,设,则,除法运算：,设,A = a + jb,（代数式）,则,20-2相序阻抗及其测定,18,一、正序阻抗 1. 正序电抗 2. 正序电阻,二、负序

4、阻抗 1. 负序电抗 2. 负序电阻,三、零序阻抗 1. 零序电抗 2. 零序电阻,20-2相序阻抗及其测定,19,一、正序阻抗：（对应正转磁场）,r+：电枢相绕组电阻ra x+：电枢相绕组的同步电抗,二、负序阻抗：（对应反转磁场）,如果分析不对称短路，则正序电流基本上是直轴电流，即x+xd,负序阻抗不等于正序阻抗！,20,Wf,WD,负序磁场，相对于转子以二倍同步速旋转，在转子的阻尼绕组和励磁绕组中感应二倍频率的电势和电流。 类同于变压器短路时的次级绕组。,转子同步正转；励磁绕组短路；电枢绕组负序电压,1. 负序电抗,21,x ：电枢绕组漏抗 xad : 直轴电枢反应电抗 xf : 折合到电

5、枢绕组的励磁绕组漏抗 xD : 折合到电枢绕组的直轴阻尼绕组漏抗 直轴负序电抗：,（1）当反转磁场处于直轴方位瞬间,小！,（2）当反转磁场处于交轴方位瞬间,22,x：电枢绕组漏抗 xaq: 交轴电枢反应电抗 xQ: 折合到电枢绕组的交 轴阻尼绕组漏抗 交轴负序电抗：,负序电抗：,2. 负序电阻：,3. 负序运行试验,负序阻抗越小，承受不对称负载的能力越强！,转子损耗折合到定子电枢绕组的等值电阻,励磁绕组短路；转子由原动机拖动同步速正转； 电枢绕组通入负序电流,？,4、阻尼绕组,对正序阻抗影响吗？,阻尼绕组对电枢负序电流相当于变压器短路的次级绕组。 当理想短路时，次级绕组电流具有全去磁作用（抵消

6、负序的反转磁场）。 阻尼绕组的漏抗和电阻越小，阻尼负序磁场的效果越好。 有利于提高不平衡负载能力,有利于减小负序磁场引起的附加损耗、附加电磁力以及振动和噪声 发电机稳定性和瞬变过程的快速性。,三、零序阻抗,1、零序电抗 零序电流只产生漏磁场，不产生气隙基波磁场,短距绕组：,整距绕组：,2、零序电阻,3、零序阻抗的测试,26,电抗：,电阻：,20-3同步发电机不对称短路,27,一、线线短路分析：,现象：,分析：,相序电压平衡式：,相电压：,29,短路电流：,相序电压平衡式：,30,相电压：,矢量图：,90+电感角,负序阻抗测试：,31,U、IK、P,二、单相短路分析,32,依据,分析,相序电压平

7、衡式：,33,相电压：,短路电流：,相电压：,34,矢量图,不对称短路分析思路,目的？,寻求非短路相输出电压U与短路电流IK 之间的关系。,推导过程：,三相电压、电流已知条件,电流相序分量,相序电压平衡式,三相输出电压与短路电流、相序阻抗的关系,短路电流IK与空载感应电势EA的关系,三、三种短路试验的比较,36,单相,双相,三相,20-4单相同步发电机的特点,37,一、单相同步发电机电枢反应特点：,1. 电枢磁势：基波频率脉振磁势 正转电枢磁势： 反转电枢磁势：相对磁极两倍同步速旋转,在转子阻尼绕组、励磁绕组产生两倍电源频率电势,38,2. 转子阻尼绕组、励磁绕组：两倍基波频率脉振磁势 正转转子绕组磁势： 相对磁极两倍同步速旋转 相对电枢三倍同步速旋转 在电枢绕组产生三倍电源频率电势 反转转子绕组磁势： 相对磁极两倍同步速旋转 相对电枢一倍同步速旋转 在电枢绕