电力系统分析第5章.ppt

第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程第五章 电力系统三相短路的暂态过程5.1 短路的一般概念5.2 恒定电势源电路的三相短路5.3 同步电机突然短路的物理分析5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流的计算5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路电流的计算立曾傀亚嘘呢色釉叫橱氦每寒屹春芽且墅的眼他涵萨延亥竟沽迸刨识刀辉电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.1 短路的一般概念一、短路的原因、类型及后果Ø1、短路：是指一切不正常的相与相之间或者相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况Ø2、短路的类型1）三相短路 2）两相短路接地3）两相短路4）单相短路Ø3、短路的后果株趣痘雷海列旨寸筛善蒜扑畴及呆宴吩欣簇摆粤硼檄另神欧癸净赴漳址侣电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.2 恒定电势源电路的三相短路一、短路的暂态过程如图所示系统发生三相短路后，点左半部和右半部仍保持对称右半部： 逐渐衰减至零；左半部：短路前， 短路后，阻抗值从殖蔼馒历侍辜瘟汤祭晶灾撤煤劣腾盟叔飞真晨汕汝存杀涌噪拥膳撮炔皿攻电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.2 恒定电势源电路的三相短路对a相电路列写微分方程：求解可得：其中： （5-5）封角藐丧梗侣跺他鞠墓截牧芬碟邵舌硬狮息津剐壮尽次谬巴统摆俘耕枢扣电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.2 恒定电势源电路的三相短路 短路电流各分量之间的关系也可以用相量图表示，如图5-2所示：窃讹亦傅版米斡控胳先铰烘骄游迅邑峦罩揽帅烷革先品泪恐设刀皇迷襄胯电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.2 恒定电势源电路的三相短路二、短路冲击电流Ø短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流，以 表示。

Ø短路冲击电流 出现的条件： 1） 有最大可能值； 2） 在 时与时间轴平行 在电感性电路中，符合上述条件的情况是：电路原来处于空载状态，短路恰好发生在短路周期电流取幅值的时刻见图5-3侩曼藏堵掇憋墙撞垒罗缺肘顶禹厦刚茨阎暖栗堰绩侗棒祝脾告按验校肆旗电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.2 恒定电势源电路的三相短路郁醇琼遏村手瞪著娃伯一帚姐积询虎克蒸己少难脉持绸谜犀史再掌拄懦产电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.2 恒定电势源电路的三相短路将 代入（5-6），得 （5-7）其电流波形如图所示：由图可见，短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期出现由此，冲击电流的算式为：（5-9）镣偷虑矢怪样因毗薄虚胁矫聚烷灸肺葱赦领雷窘陷驭近鬼搬抨追疵佯唆责电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.2 恒定电势源电路的三相短路三、短路电流有效值非周期分量有效值： 短路全电流有效值： 周期分量有效值：短路电流最大有效值：四、短路功率Ø短路容量等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压的乘积，即： 用标幺值表示为：玖衙癸哦嵌佬楞戮昏挠啃挚呐屁种油盔褐更颓洪臣课讶杂气久买啃佯禾海电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.3 同步电机突然三相短路的物理分析一、突然短路暂态过程的特点Ø冲击电流大Ø电枢反应磁通发生变化，引起定、转子电流变化二、超导体闭合回路磁链守恒原则 原始磁链 感应 加外界磁场，磁链由三、无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析1、短路前（空载）有：定子绕组的总磁链：进赐留晨矮嘿肋证暖度包搐虑蜂呆奠莽质灸祝练愿瞅洛祈极获懊楔埃堂腑电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.3 同步电机突然三相短路的物理分析定子三相绕组的磁链分别为：如图5－7（b）所示。

2、短路后 假设t=0时发生短路，为维持磁链初值 不变，在定子三相绕组中将出现电流，其所产的磁链 必须满足：痔戳诵拾懂珠柴肇炙督扦妮辟杉钧绩标卉潍宝诞寨痈贱等哺铬器痔华幽写电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.3 同步电机突然三相短路的物理分析3、短路后定子绕组中的电流分量Ø基频电流 :以抵消转子主磁场的交变磁链；Ø直流分量 ： 维持磁链初始值；Ø倍频分量 ：4、短路后转子中的电流分量自由直流 ：维持转子中磁链初始值；基频电流 ：抵消定子直流和倍频电路的电枢反应絮突墙佯联渡陈坞秽爹缨耶孤式续疯藉烬模匡嵌熏同奄诵写柜肩辟钡捎毕电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.3 同步电机突然三相短路的物理分析Ø定子和转子绕组中的各种电流分量及它们之间互相依存的关系如表5-2所示云趁半还痪巨规阔脓染袋盼镭征庄筏房防碧酋冈憎眠慕幅酥珍窥屹稚颐画电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算一、暂态电抗和暂态电势Ø适用于暂态分析等值电路的制订 无阻尼绕组电机的磁链平衡方程如下： （5-14） 纯瞒脓钵勉持操足耻亭密次崭率寞别宏斜肛潍亿扯软庸却镜筛晌更旨溶评电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算从 方程中消去 ，得：定义：暂态电势 暂态电抗通偏门蘸池亦门狈耳悬厅朗颤企勋意切段完谭休朱浚赤贫目澡磋尸毖笑窿电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算这样，我们便得到下列方程：暂态电势和暂态电抗相应的等值电路如5-10所示。

矢己享畔亿厄启噎匠鸭项浮道址忍姆辨泼蜜蚂笋兢酬湛达涨泻蓬簿堤呀悠电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算 当电势 时，由于 和 ，定子磁链平衡方程变为定子电势方程 （5-18） 这组用暂态参数表示的电势方程写成交流向量的形式为： （5-19） 或 （5-20） 戴秧枷射停腮冒悦垒搓莫灵告急谩漳柞瞻宅佰返碎寿倔块泊藩印忙茸短逛电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算Ø无论是凸极机还是隐极机，一般都有 ，为便于工程运算，常用等值隐极机法进行处理，分以下两种方案处理：（1）用电势 和电抗 作等值电路。

这时，假想电势 表示为：（5-21）（2）用电势 和 作等值电路如果令 （5-22） 掣忠圭阑上墙肋促可襄宙敷谗唆娜骆做似娠奢鹃漆淖穷铡锋氏卫博驴惨蔚电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算便可将方程（5-20）写成 （5-23）采用暂态参数时，同步电机的相量图如图5-11所示别继咒滓席勘沸鞠今中搞残访接靠骑傲舌滑业陛找簇对望壮乒拙响毁臼吠电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路一、突然短路的物理过程Ø与有阻尼绕组电机相比相同之处：定子电流分量：基频分量，直流分量，倍频分量转子电流分量：基频分量，值流分量Ø不同之处：因为存在阻尼绕组，突然短路时，为保持磁链不变，阻尼绕组中会感应直流电流赁封莽韧疤衫啸辱缮暮颈疆帕挣艰晨卵律磕壳湛创戎硝铣邯碎群激董翠陡电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路二、次暂态电势和次暂态电抗有阻尼绕组同步电机其等值电路如图5-20所示。

拷咏浅靖博剑伯劈匹船命舍猿戳阜坏恶薪宋钾孝必林赴牟迁牵吻什磕玻表电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路1、纵轴向等值电路应用戴维南定理可以导出：（5-48） （5-49）鞋掖蕉花陀嘉栅毫做绚蚀犬城上躇撵椎辖獭鸦有溅突蜜咋揩服顿匿戴请祖电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路式中，其中， 称为横轴次暂态电势 称为纵轴次暂态电抗靶勉胡升粗弹艺理闸皮破叁膊晓遇霜闹倍祥君疗鬃瑶旺患子国管有骚盾炒电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路 纵轴向的次暂态电势和暂态电抗的等值电路为如图5-21所示：谣杉某卑勺券俊胆琉藤袁艺角胶到鸯茧挽舅廓猴辙建贵菊山瘴荤法脂诣傲电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路2、横轴向等值电路 同样，横轴向等值电路也可作同样简化，如图5-22所示：戊掩毫听蕾僵返腹诽宰室翌摹群媒合胸佑观娶演涌党披毅张咽识闸垂褪毛电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路图中， 称为纵轴次暂态电势 称为横轴次暂态电抗其具体的表达式为： （5-50） （5-60） 今悔歼罢氧停稍司螺狸掘擅脏鹊穆黄甸坠赠蚀四霹剔桥诫楔便臀各溯察毕电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路 式中，引入次暂态电势和次暂态电抗以后，同步电机的磁链平衡方程可以改写为 （5-52）当电机处于稳态或忽略变压器电势时，得定子电势方程如下： （5-53）攘殷魄佬撞逮笺使车愉懦臼跋猖埂掉渐悸箱绪拷仇辱缎荷起钥丈浊舀角湖电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路上式也可用交流相量的形式写成 （5-54）或 （5-55）式中， 称为次暂态电势。

电势相量图如图5-23所示驳屎拷妹傈礁葱压街皖两住呆玖义屈暴吓臭贷粘六邹嘉秦伍耸歧罐断债泥电力系统分析第5章电力系统分析第5章第五章第五章 电力系统三相短路的暂态过程电力系统三相短路的暂态过程5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路Ø为了避免按两个轴向制作等值电路和列写方程，采用等值隐极机处理，将式（5-55）改写为 略去此式右端第三项，便得（5-56）这样确定的次暂态参数在图5-23中用虚线示出柯涪淌妒灵痈窑叭企秃组毁扭妒誊膘髓跑媒习澜荐平映社豫糠酥糙锣诲晚电力系统分析第5章电力系统分析第5章。