1、動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院第第5 5章章 電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程5.1 短路的一般概念5.2 恒定電勢(shì)源電路的三相短路5.3 同步電機(jī)突然三相短路的物理過程5.4 無阻尼同步電機(jī)三相短路電流計(jì)算5.5* 有阻尼同步電機(jī)的突然三相短路5.6* 強(qiáng)行勵(lì)磁對(duì)短路暫態(tài)過程的影響動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院內(nèi)容提要內(nèi)容提要 提出短路的基本概念、短路造成的危害以及短路計(jì)算的目的； 假設(shè)發(fā)電機(jī)容量為無限大、

2、電壓及頻率為恒定的條件下，基于磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t對(duì)電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程、短路電流及功率進(jìn)行分析； 發(fā)電機(jī)突然發(fā)生三相短路的暫態(tài)過程；動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院5.1 5.1 短路的一般概念短路的一般概念 一、短路的原因、類型及后果短路一切不正常的相與相之間或相與地(對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng))發(fā)生通路的情況。1.短路的原因： (1) 元件損壞 (2) 氣象條件惡化 (3) 違規(guī)操作 (4) 其他，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技

3、大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院2.2.短路故障種類短路故障種類電力系統(tǒng)的短路故障也稱為橫向故障，一相或兩相斷線的情況為斷路故障，也稱為縱向故障。三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路)1 , 1(f)3(f)2(f)1(fn三相短路三相短路對(duì)稱短對(duì)稱短路；其他類型的短路路；其他類型的短路不對(duì)稱短路不對(duì)稱短路n在各種類型的短路中，在各種類型的短路中，單 相 短 路 占 大 多 數(shù)單 相 短 路 占 大 多 數(shù)（65%65%），兩相短路較），兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少，三相短路的機(jī)會(huì)最少少動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建

4、筑工程學(xué)院3.短路的危險(xiǎn)后果出現(xiàn)大電流。系統(tǒng)電壓大幅度下降。 發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，不平衡電流能產(chǎn)生足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)，這對(duì)于架設(shè)在高壓電力線路附近的通訊線路或鐵道訊號(hào)系統(tǒng)等會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大片地區(qū)停電最嚴(yán)重后果。動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院4.4.預(yù)防短路措施：預(yù)防短路措施：采取合理的防雷措施，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理；線路上安裝電抗器。采用繼電保護(hù)裝置，切除故障設(shè)備，保證無故障部分安全運(yùn)行；架空線路采用自動(dòng)重合閘裝置；動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍

5、譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院二、短路計(jì)算的目二、短路計(jì)算的目的的 短路計(jì)算是短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問題解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計(jì)算所不可缺少的基本計(jì)算 w選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，必須以短選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，必須以短路電流為依據(jù)；路電流為依據(jù)；w為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)；數(shù)；w在設(shè)計(jì)和選擇電氣主接線時(shí)，依據(jù)短路計(jì)算結(jié)果確定是否在設(shè)計(jì)和選擇電氣主接線時(shí)，依據(jù)短路計(jì)算結(jié)果確定是否需要采取限制短路電流的措施等，造價(jià)評(píng)估，選擇最佳

6、接需要采取限制短路電流的措施等，造價(jià)評(píng)估，選擇最佳接線方案；線方案；w進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶工作的影響；進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶工作的影響；w確定輸電線路發(fā)生短路故障對(duì)臨近通訊線路的干擾，必須確定輸電線路發(fā)生短路故障對(duì)臨近通訊線路的干擾，必須進(jìn)行短路計(jì)算。進(jìn)行短路計(jì)算。動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院確定計(jì)算條件確定計(jì)算條件：w短路發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式短路發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式w短路的類型和發(fā)生地點(diǎn)短路的類型和發(fā)生地點(diǎn)w短路發(fā)生后所采取的措施等短路發(fā)生后所采取的措施等動(dòng)力與電氣工程

7、系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院5.2 5.2 恒定電勢(shì)源電路的三相短路恒定電勢(shì)源電路的三相短路動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院一、短路的暫態(tài)過程一、短路的暫態(tài)過程短路前a相的電勢(shì)和電流：式中：式中：合閘角合閘角：短路（或合閘）前瞬間電壓的相位角。：短路（或合閘）前瞬間電壓的相位角。) sin()sin(tIitEemm222) () (LLRREImm) (RRLLarctgia動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利

8、與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院系統(tǒng)發(fā)生三相短路后，系統(tǒng)發(fā)生三相短路后，f f點(diǎn)左半部和右半部仍保持對(duì)稱。點(diǎn)左半部和右半部仍保持對(duì)稱。n右半部：右半部：i 0i 0；n左半部：短路前，左半部：短路前， 短路后，阻抗值從短路后，阻抗值從)sin(tIimLjRLLjRR)()(衰減衰減動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路后短路后a a相的微分方程式相的微分方程式(5-2)解就是短路的全電流：特解，代表短路電流的強(qiáng)制分量、周期分量、新穩(wěn)態(tài)電流；齊次方程的一般解，代表短路電流的自由分量、非周期分量。（5

9、-2）)sin(tEdtdiLRim動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路全電流短路全電流短路電流短路電流周期分量幅值周期分量幅值電路的阻抗角電路的阻抗角（5-35-3）短路電流的短路電流的周期分量周期分量appiii)sin(tIipmp22)( LREImpmRLarctg)sin(tEdtdiLRim動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路電流短路電流非周期分量非周期分量特征方程的根特征方程的根自由分量衰減的時(shí)間常數(shù)自由分量衰減的時(shí)

10、間常數(shù)（5-4）)/exp(aptapTtCCei積分常數(shù)積分常數(shù)C C，由初始條件決定，即，由初始條件決定，即非周期電流的起始值非周期電流的起始值i iap0ap0 00iiCIIpmm)sin()sin()sin()sin(0pmmapIIiC短路全電流短路全電流appiiiLRp/RLpTa/1)sin(tIimaTtpmCetIi/)sin(動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院a相短路電流的算式相短路電流的算式b相短路電流的算式：相短路電流的算式：c相短路電流的算式：相短路電流的算式：（5-6）aTtpmmp

11、mappeIItIiii/)sin()sin()sin(ipiapaTtpmmpmeIItIi/)120sin()120sin()120sin(aTtpmmpmeIItIi/)120sin()120sin()120sin( 三相短路電流的周期分量是一組對(duì)稱正弦量；三相短路電流的周期分量是一組對(duì)稱正弦量； 各相非周期分量不相等。各相非周期分量不相等。動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院i0iap0ip0mE短路暫態(tài)過程的相量圖短路暫態(tài)過程的相量圖0)sin(ppmpmiII0)sin(iIImm0appmmiII動(dòng)力與

12、電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院i0iap0ip0非周期電流初值的大小同短路發(fā)生的時(shí)刻有關(guān)，即與短路發(fā)生時(shí)電源電勢(shì)的初始相角有關(guān)。平行；垂直0appmmiII動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院非周期分量有最大初值或零值的情況只可能在一相出現(xiàn)。非周期分量有最大初值或零值的情況只可能在一相出現(xiàn)。動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院二、短路沖擊電流非周期分量電流出現(xiàn)最大

13、值： (1) 相量差有最大可能值 (2) 相量差在t0時(shí)與時(shí)間軸平行 pmmIIpmmII動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路電流最大可能的瞬時(shí)值稱為短路沖擊電流，以短路電流最大可能的瞬時(shí)值稱為短路沖擊電流，以i iimim表示。表示。短路沖擊電流出現(xiàn)的條件：短路沖擊電流出現(xiàn)的條件：短路回路為純電感電路 90電壓的初相角過零值 =0電路原來處于空載 Im=0aTtpmmpmeIItIi/)sin()sin()sin(動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水

14、利與建筑工程學(xué)院aTtpmpmeItIi/cos可能出現(xiàn)最大短路沖擊電流的可能出現(xiàn)最大短路沖擊電流的表達(dá)式：表達(dá)式：aTtpmmpmeIItIi/)sin()sin()sin(動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路電流的最大瞬時(shí)短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約半值在短路發(fā)生后約半個(gè)周期出現(xiàn)個(gè)周期出現(xiàn) t0.01s沖擊電流的算式：沖擊電流的算式：pmimpmaapmpmimIkITTIIi)/01.0exp(1)/01.0exp(沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)aTtpmpmeItIi/cos動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親

15、躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院當(dāng)時(shí)間常數(shù)Ta的數(shù)值由零變到無限大時(shí)，沖擊系數(shù)的變化范圍lkim2。 在實(shí)用計(jì)算中，當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，取kim=1.9； 短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓側(cè)母線時(shí)，取kim=1.85； 在其他地點(diǎn)短路時(shí)，取kim=1.8。沖擊電流主要用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的電動(dòng)力穩(wěn)定度。)/01. 0exp(1aimTk動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院三、短路電流的有效值三、短路電流的有效值在短路過程中，任一時(shí)刻在短路過程中，任一時(shí)刻t t的短路電流

16、有效值的短路電流有效值I It t，是指以，是指以時(shí)刻時(shí)刻t t為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的均方根值。為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的均方根值。i it t ：t t時(shí)刻短路電流瞬時(shí)時(shí)刻短路電流瞬時(shí)值值i ipt pt ：周期分量瞬時(shí)值：周期分量瞬時(shí)值i iaptapt：非周期分量的瞬時(shí)值：非周期分量的瞬時(shí)值（5-9）dtiiTdtiTIaptTtTtptTtTtt22/2/2/2/2)(11動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院非周期分量有效值：假定在以時(shí)間t為中心的一個(gè)周期內(nèi)恒定不變，因而它在時(shí)間t的有效值就等于它的瞬

17、時(shí)值周期分量有效值：在所計(jì)算的周期內(nèi)是幅值恒定的，其數(shù)值即等于由周期電流包絡(luò)線所確定的t時(shí)刻的幅值。短路全電流有效值：aptaptiI2pmtptII22tptaptIII動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院在最不利的情況下發(fā)生短路時(shí)，在最不利的情況下發(fā)生短路時(shí)，t t0.0ls0.0ls，這時(shí)非周，這時(shí)非周期分量的有效值為：期分量的有效值為： （5-11）當(dāng)沖擊系數(shù)當(dāng)沖擊系數(shù)k kimim1.91.9時(shí)，時(shí)，I Iimim=1.62I=1.62IP P k kimim1.81.8時(shí)，時(shí)，I Iimim=1.51I=

18、1.51IP P)1(212)1(22imppimpimkIIkII短路電流最大有效值短路電流最大有效值I Iimim：pmimapmapIkTII) 1()/01. 0exp(動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院四、短路功率四、短路功率n短路電流有效值同短路處的正常工作電壓（一般用平短路電流有效值同短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。均額定電壓）的乘積。n標(biāo)幺值形式標(biāo)幺值形式n短路容量主要用來校驗(yàn)開關(guān)的切斷能力短路容量主要用來校驗(yàn)開關(guān)的切斷能力3tav tSV I*33av ttttBBBV IISI

19、IV I動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院5.3 5.3 同步電機(jī)突然三相短路的物理分析同步電機(jī)突然三相短路的物理分析 一、突然短路暫態(tài)過程的特點(diǎn) 大沖擊電流電樞反應(yīng)磁通變化轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流影響定子電流定子和轉(zhuǎn)子繞組電流的互相影響（顯著特點(diǎn)）動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院二、超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t n超導(dǎo)體超導(dǎo)體電阻為零的導(dǎo)體，超導(dǎo)體閉合回路維持電阻為零的導(dǎo)體，超導(dǎo)體閉合回路維持所環(huán)鏈的磁鏈不變。所環(huán)鏈的磁鏈不變。電壓觀點(diǎn)電壓

20、觀點(diǎn) 若若躍變躍變dd/dt=/dt=無限大電源無限大電源( (不存不存在在) ) n楞茨定則楞茨定則任何閉合線圈在突然變化的任何閉合線圈在突然變化的瞬間瞬間，都，都能維持磁鏈不變。能維持磁鏈不變。rr0永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)不變不變動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院超導(dǎo)體磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t的數(shù)學(xué)描述超導(dǎo)體磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t的數(shù)學(xué)描述 閉合回路、電阻R、磁鏈、無外電源 回路由理想超導(dǎo)體構(gòu)成：R0常數(shù)常數(shù)0 Ridtd0dtd動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院（1

21、 1）超導(dǎo)體閉合回路）超導(dǎo)體閉合回路,0 00 0n移近一個(gè)磁鐵，移近一個(gè)磁鐵，0 01 1n回路將感應(yīng)產(chǎn)生電流回路將感應(yīng)產(chǎn)生電流i i（2 2）如果原始磁鏈值）如果原始磁鏈值, ,0 000n外界磁場對(duì)該回路產(chǎn)生磁鏈，外界磁場對(duì)該回路產(chǎn)生磁鏈，1 1n回路中將產(chǎn)生電流回路中將產(chǎn)生電流i i1 1, ,滿足滿足條件條件 LiLi1 10 0011Li動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院實(shí)際電機(jī)實(shí)際電機(jī) R0R0t=0 短路 如何變化？t=(0-,0+) (0-)=(0) 短路瞬間動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親

22、躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 與定子繞組交鏈，同步電機(jī)工作磁鏈（空載磁鏈）； 隨轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，被定子繞組所切割，在定子繞組中感應(yīng)空載電勢(shì)三、無阻尼繞組同步電機(jī)突然三相短路的物理分析三、無阻尼繞組同步電機(jī)突然三相短路的物理分析 fadfdixfffi只與只與ffff交鏈，勵(lì)磁繞組漏磁鏈交鏈，勵(lì)磁繞組漏磁鏈ffd動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院假定假定短路前短路前無阻尼電機(jī)無阻尼電機(jī)處于處于空載空載狀態(tài)狀態(tài)1 1、短路、短路前前fffqdrviii/, 00000fad

23、fddix定子繞組總磁鏈定子繞組總磁鏈0q= =0 0t t動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，定子各相繞組磁鏈旋轉(zhuǎn)，定子各相繞組磁鏈: :t t0 0短路前瞬間，短路前瞬間，= =0 0，定子各相繞組磁鏈：定子各相繞組磁鏈：)120cos()120cos()cos(00000000tttcba)120cos()120cos(cos000000000cba動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院)120cos()120co

24、s()cos(00000000tttcba動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院維持磁鏈初值不變維持磁鏈初值不變定子繞組中出現(xiàn)電流定子繞組中出現(xiàn)電流產(chǎn)生磁鏈產(chǎn)生磁鏈t=0時(shí)發(fā)生短路，要維持定子各相繞組磁鏈不變2、三相、三相短路后短路后)120cos()120cos(cos000000000cba發(fā)生短路后，同步電機(jī)仍以旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生0)120cos()120cos()cos(00000000tttcba不相等不相等000,cbacba,cba,合成后等于合成后等于動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大

25、學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路前、后瞬間磁鏈圖短路前、后瞬間磁鏈圖00000,cbacba,cba,合成后等于合成后等于動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院cccbbbaaacccbbbaaa000000恒定分量恒定分量交變分量交變分量)120cos()120cos()120cos()120cos()cos(cos000000000000tttcba)120cos()120cos()120cos()120cos()cos(cos000000tIIitIIitIIimmcmmbmma恒定直流

26、恒定直流基頻交流基頻交流動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院3 3、短路后定子繞組中的電流分量、短路后定子繞組中的電流分量基頻電流 ii交變磁鏈 為了抵消勵(lì)磁磁鏈對(duì)各相定子繞組產(chǎn)生的交變磁鏈 )120cos()120cos()120cos()120cos()cos(cos000000tIIitIIitIIimmcmmbmma0cba,cba,cba,cba,大小相等、方向相反大小相等、方向相反動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院直流分量ia

27、p：維持磁鏈初始值；)120cos()120cos()120cos()120cos()cos(cos000000tIIitIIitIIimmcmmbmmai iap ap 維持短路前瞬間初始磁鏈維持短路前瞬間初始磁鏈00不變不變 ap0大小相等、方向相同大小相等、方向相同)(0動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院短路后瞬間磁鏈圖短路后瞬間磁鏈圖ap0iapi0動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院apapap動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系

28、譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院倍頻分量倍頻分量 i i2 2 縱橫軸磁阻不同轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過180，磁阻經(jīng)歷一個(gè)周期磁鏈要恒定(=F/r)，F(xiàn)隨r變化倍頻磁鏈2直流直流iap倍頻交流i2磁鏈不變i iapap靜止恒定磁勢(shì)靜止恒定磁勢(shì)動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院定子繞組中的電流定子繞組中的電流2iiiiap基頻交流基頻交流恒定直流恒定直流倍頻交流倍頻交流動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院4

29、 4、短路后轉(zhuǎn)子中的電流分量、短路后轉(zhuǎn)子中的電流分量n 定子三相繞組基頻電流定子三相繞組基頻電流ii同步旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)同步旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)( (和轉(zhuǎn)子相和轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止對(duì)靜止) )；與；與0 0方向相反方向相反0 0正方向是正方向是d d軸正向，同軸正向，同步旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)產(chǎn)生的磁鏈在步旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)產(chǎn)生的磁鏈在d d軸反方向，對(duì)勵(lì)磁磁勢(shì)起純軸反方向，對(duì)勵(lì)磁磁勢(shì)起純?nèi)ゴ烹姌蟹磻?yīng)。去磁電樞反應(yīng)。cba,ii產(chǎn)生產(chǎn)生抵消抵消 直流電流直流電流i ifafacba,動(dòng)力與電氣工程系動(dòng)力與電氣工程系 譚親躍譚親躍西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院勵(lì)磁繞組交鏈磁鏈保持短路前磁鏈值不變勵(lì)磁繞組產(chǎn)生直流電流ifa（方向和if0相同，使勵(lì)磁繞組的磁