第5章 电力系统三相短路的暂态过程.ppt

5.1 5.1 短路的一般概念短路的一般概念第五章第五章 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n故障故障: :一般指短路和断线，分为简单故障和一般指短路和断线，分为简单故障和复杂故障复杂故障n简单故障简单故障: :电力系统中的单一故障电力系统中的单一故障n复杂故障复杂故障: :同时发生两个或两个以上故障同时发生两个或两个以上故障n短路短路: :指一切不正常的相与相之间或相与地指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况一、短路的类型一、短路的类型　短路类型 　　符号 　示意图 　 特点 　三相短路 　　 f (3) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 对称　 故障 　两相短路 　　f (2) 非对称 故障 单相接地短路　　f (1) 非对称 故障 两相接地短路 　　f (1,1) 非对称 故障 n①①元件损坏元件损坏：如绝缘材料的自然老化，设计、安装如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。

n②②气象条件恶化：如雷击造成的闪络放电或避雷器气象条件恶化：如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等n③③违规操作：如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设违规操作：如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路备检修后未拆除地线就加上电压引起短路n④④其他：如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流其他：如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等二、短路的主要原因二、短路的主要原因n(1)(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可能使设备过热甚至损坏长，可能使设备过热甚至损坏; ;由于短路电流的电由于短路电流的电动力效应，导体间还将产生很大的机械应力，致使动力效应，导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏导体变形甚至损坏n(2)(2)电压大幅度下降，对用户影响很大电压大幅度下降，对用户影响很大n(3)(3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。

后果n(4)(4)发生不对称短路时发生不对称短路时, ,三相不平衡电流会在相邻的三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感应出电动势通讯线路感应出电动势, ,影响通讯影响通讯. .三、短路的危害三、短路的危害四、计算短路电流的目的四、计算短路电流的目的短路电流计算结果短路电流计算结果n是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等）的依据；电缆等）的依据；n是电力系统继电保护设计和整定的基础；是电力系统继电保护设计和整定的基础；n是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措施依据，根据它可以确定限制短路电流的措施n用于进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用用于进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响户工作的影响5.2 5.2 恒定电势源电路的三相短路恒定电势源电路的三相短路•恒定电势源恒定电势源（又称（又称无限大功率电源无限大功率电源），是指端电），是指端电压幅值和频率都保持恒定的电源，其内阻抗为零压幅值和频率都保持恒定的电源，其内阻抗为零一、三相短路的暂态过程一、三相短路的暂态过程•短路前短路前电路处于电路处于稳态稳态：：a a相的微分方程式如下：相的微分方程式如下：其解就是短路的全电流，它由两部分组成：其解就是短路的全电流，它由两部分组成：周期分量周期分量和和非周期分量非周期分量。

假定假定t t＝＝0 0时刻发生短路时刻发生短路发生短路时的微分方程发生短路时的微分方程短路电流的周期分量和非周期分量短路电流的周期分量和非周期分量短路电流的强制分量短路电流的强制分量, , 并记为并记为 短路电流的自由分量短路电流的自由分量, ,记为记为 （（（（C C C C为由初始条件决定的积分常数）为由初始条件决定的积分常数）为由初始条件决定的积分常数）为由初始条件决定的积分常数） — — 特征方程特征方程 的根— — 非周期分量电流衰减的时间常数非周期分量电流衰减的时间常数短路的全电流短路的全电流电流不突变电流不突变短路前电流短路前电流积分常数的求解积分常数的求解短路电流关系的相量图表示短路电流关系的相量图表示在时间轴上的投影在时间轴上的投影在时间轴上的投影在时间轴上的投影代表各量的瞬时值代表各量的瞬时值代表各量的瞬时值代表各量的瞬时值•指短路电流最大可能的瞬时值，用指短路电流最大可能的瞬时值，用 表示其主要作用是校验电气设备的电动力稳定度其主要作用是校验电气设备的电动力稳定度1) (1) 相量差相量差 有最大可能值；有最大可能值； (2) (2) 相量差相量差 在在t t＝＝0 0时与时间轴平行。

时与时间轴平行一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，即即 ，故可近似认为，故可近似认为 因此，非周期电因此，非周期电流有最大值的条件为：短路前电路空载（流有最大值的条件为：短路前电路空载（I Im m=0),=0),并并且短路发生时，电源电势过零（且短路发生时，电源电势过零（αα＝＝0 0）二、短路冲击电流二、短路冲击电流非周期电流有最大初值的条件应为：非周期电流有最大初值的条件应为：非周期分量有最大可能值的条件非周期分量有最大可能值的条件非周期电流有最非周期电流有最大值的条件为大值的条件为（（1 1））短路前电路短路前电路空载（空载（I Im m=0)=0)；；（（2 2）短路发生时，）短路发生时，电源电势过零电源电势过零（（αα＝＝0 0）将将 ，， 和和 ＝＝0 0代入式短路全电流表达式：代入式短路全电流表达式： 短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期时出现短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期时出现若若 Hz Hz，这个时间约为，这个时间约为0.010.01秒，将其代入上式，可得秒，将其代入上式，可得短路冲击电流短路冲击电流 ：：k k k kimimimim为冲击系数为冲击系数为冲击系数为冲击系数, , , ,实用计算时，短路发生在实用计算时，短路发生在实用计算时，短路发生在实用计算时，短路发生在发电机电发电机电发电机电发电机电压母线压母线压母线压母线时时时时k k k kimimimim＝＝＝＝1.91.91.91.9；短路发生在；短路发生在；短路发生在；短路发生在发电厂高压母线发电厂高压母线发电厂高压母线发电厂高压母线时时时时k k k kimimimim＝＝＝＝1.851.851.851.85；在；在；在；在其它地点其它地点其它地点其它地点短路短路短路短路k k k kimimimim＝＝＝＝1.81.81.81.8。

非周期分量有最大可能值时的短路电流波形图非周期分量有最大可能值时的短路电流波形图•在短路过程中，任意时刻在短路过程中，任意时刻t t的的短路电流有效值短路电流有效值，是指，是指以时刻以时刻t t为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值，为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值，即即 为为了了简简化化计计算算，，通通常常假假定定：：非非周周期期电电流流在在以以时时间间t t为为中中心心的的一一个个周周期期内内恒恒定定不不变变，，因因而而它它在在时时间间t t的的有有效效值就等于它的瞬时值，即值就等于它的瞬时值，即三、短路电流的有效值三、短路电流的有效值对于对于周期电流周期电流，认为它在所计算的周期内是幅值恒，认为它在所计算的周期内是幅值恒定的，其数值即等于由周期电流包络线所确定的定的，其数值即等于由周期电流包络线所确定的t时时刻的幅值因此，刻的幅值因此，t时刻的周期电流有效值应为时刻的周期电流有效值应为 短路电流有效值的确定短路电流有效值的确定根据上述假定条件，公式就可以简化为根据上述假定条件，公式就可以简化为 ：：短路电流的最大有效值：短路电流的最大有效值： 短路电流的最大有效值常用于校验某些电气设备的短路电流的最大有效值常用于校验某些电气设备的断流能力或耐力强度断流能力或耐力强度。

短路电流最大有效值出现在第一周期，其中心为：短路电流最大有效值出现在第一周期，其中心为：短路电流最大有效值出现在第一周期，其中心为：短路电流最大有效值出现在第一周期，其中心为：t=0.01st=0.01s短短路路功功率率也也称称为为短短路路容容量量，，它它等等于于短短路路电电流流有有效效值值同同短短路路处处的的正正常常工工作作电电压压（（一一般般用用平平均均额额定定电电压压））的乘积，即的乘积，即用标幺值表示时用标幺值表示时 短路容量短路容量主要用来主要用来校验开关的切断能力校验开关的切断能力 四、短路功率四、短路功率5.3 5.3 同步电机突然三相短路的物理分析同步电机突然三相短路的物理分析•对对称称稳稳态态运运行行时时，，电电枢枢磁磁势势的的大大小小不不随随时时间间而而变变化化，，在在空空间间以以同同步步速速度度旋旋转转，，它它同同转转子子没没有有相相对对运运动，因此不会在转子绕组中感应电流动，因此不会在转子绕组中感应电流•突突然然短短路路时时，，定定子子电电流流在在数数值值上上发发生生急急剧剧变变化化，，电电枢枢反反应应磁磁通通也也随随着着变变化化，，并并在在转转子子绕绕组组中中感感应应电电流流，，这这种种电电流流又又反反过过来来影影响响定定子子电电流流的的变变化化。

这这种种定定子子和和转转子子绕绕组组电电流流的的互互相相影影响响就就是是突突然然短短路路暂暂态态过程的特点过程的特点一一 、突然短路暂态过程的特点、突然短路暂态过程的特点n超导体超导体：电阻为零的导体电阻为零的导体n超导体磁链守恒原则超导体磁链守恒原则：超导体回路：超导体回路能永久维持磁链不变能永久维持磁链不变n超导体磁链守恒原则的超导体磁链守恒原则的数学描述数学描述：：n若回路为超导体，则若回路为超导体，则R=0R=0，便有，便有n同步电机绕组的电阻相对电抗很小，同步电机绕组的电阻相对电抗很小，在分析时假定电阻为零，即在分析时假定电阻为零，即作为超作为超导体闭合回路来分析导体闭合回路来分析二、二、 超导体闭合回路磁链守恒原则超导体闭合回路磁链守恒原则三、无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析三、无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析 无阻尼绕组同步发电机无阻尼绕组同步发电机正常稳态运行正常稳态运行时时磁链分解磁链分解示意图示意图1 1、短路前（、短路前（空载空载））有：有：定子绕组的定子绕组的总磁链总磁链：：定子定子三相绕组的磁链三相绕组的磁链分别为：分别为：假设假设t=0t=0时发生短路，为维持磁链初值时发生短路，为维持磁链初值 不变，不变，在定子三相绕组中将出现电流，其所产的磁链在定子三相绕组中将出现电流，其所产的磁链 必须满足：必须满足：2 2、短路后、短路后Ø基频电流基频电流 ：以：以抵消抵消转子主磁场的交变磁链；转子主磁场的交变磁链；Ø直流分量直流分量 ：： 维持维持磁链初始值；磁链初始值；Ø倍频分量倍频分量 ：：3 3、短路后定子绕组中的电流分量、短路后定子绕组中的电流分量Ø自由直流自由直流 ：：维持维持转子中磁链初始值；转子中磁链初始值；Ø基频电流基频电流 ：：抵消抵消定子直流和倍频电路的电枢反应定子直流和倍频电路的电枢反应4 4、短路后转子中的电流分量、短路后转子中的电流分量短路瞬间，外短路瞬间，外接阻抗减小接阻抗减小产生定子基频产生定子基频电流增量电流增量电枢反应增强，电枢反应增强， 转子磁链减小转子磁链减小为保持磁链守恒，为保持磁链守恒，转子中产生自由直转子中产生自由直流分量流分量定子绕组产生自由定子绕组产生自由基频电流分量基频电流分量电枢反应增强，电枢反应增强， 定子磁链增大定子磁链增大定子直流分量定子直流分量恒定直流恒定直流倍频分量倍频分量转子基频分量转子基频分量产生的脉动磁链分解为正反两个方向产生的脉动磁链分解为正反两个方向以同步速旋转的磁链以同步速旋转的磁链定子方面定子方面 转子方面转子方面 ＋＋ 强制分量强制分量 自由分量自由分量 定子和转子电流的相互关系示意图定子和转子电流的相互关系示意图 稳态稳态短路电流短路电流 励磁电流励磁电流 基频基频电流电流 非周期非周期电流电流 倍频倍频电流电流 直流电流直流电流 基频交流基频交流 5.4 5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算一、暂态电势和暂态电抗一、暂态电势和暂态电抗 Ø无阻尼绕组无阻尼绕组同步电机的磁链平衡方程同步电机的磁链平衡方程无阻尼绕组发电机的磁链平衡等值电路无阻尼绕组发电机的磁链平衡等值电路消去消去消去消去如果定义：如果定义： 则则暂态电势，不突变暂态电势，不突变暂态电抗暂态电抗暂态电抗暂态电抗当变压器电势当变压器电势 时，忽略电阻则有：时，忽略电阻则有： 暂态电势和暂态电抗的等值电路暂态电势和暂态电抗的等值电路相量形式相量形式 等值隐极机法等值隐极机法n用电势用电势 和和 作等值电路。

令作等值电路令无论是凸极机还是隐极机，一般都有无论是凸极机还是隐极机，一般都有 ，为，为便于工程运算，常用便于工程运算，常用等值隐极机法等值隐极机法进行处理：进行处理：n用电势用电势 和电抗和电抗 作等值电路假想电势作等值电路假想电势 为：为：则则采用采用暂态参数暂态参数时，同步电机的相量图时，同步电机的相量图二、不计衰减时的短路电流算式二、不计衰减时的短路电流算式假设在假设在空载空载下发生下发生机端短路机端短路1、定子、定子基频电流基频电流和转子绕组和转子绕组直流直流的计算的计算 定子基频电流和转子绕组直流共同作用，使定子定子基频电流和转子绕组直流共同作用，使定子各相绕组磁链为零，转子绕组磁链保持初值各相绕组磁链为零，转子绕组磁链保持初值 磁链平衡等值电路磁链平衡等值电路假设在假设在空载空载下发生下发生机端短路机端短路短路前短路前定子电流为零定子电流为零，故，故 因因 ，位于转子，位于转子d轴的负方向，故产生去磁轴的负方向，故产生去磁性电枢反应；性电枢反应； 故同原有励磁电流同方向故同原有励磁电流同方向。

2、定子基频电流的另一计算法、定子基频电流的另一计算法由稳态参数的电势方程计算短路时由稳态参数的电势方程计算短路时 ，故，故注意注意：： 由励磁绕组的全部直流（强制分量由励磁绕组的全部直流（强制分量 和和自由分量自由分量 ）产生，即）产生，即再由短路前后暂态电势再由短路前后暂态电势 不变原则，即不变原则，即 ，，可直接用于短路后瞬间的计算可直接用于短路后瞬间的计算短路稳定后，若励磁电压无变化，励磁电流将恢复短路稳定后，若励磁电压无变化，励磁电流将恢复初值，则有初值，则有基频电流的自由分量为基频电流的自由分量为3、定子、定子直流直流、、倍频倍频分量和转子绕组分量和转子绕组基频电流基频电流的计算的计算 定子直流分量和倍频分量以及转子绕组基频电定子直流分量和倍频分量以及转子绕组基频电流共同作用，使定子三相绕组磁链保持初值，转子流共同作用，使定子三相绕组磁链保持初值，转子绕组磁链为零绕组磁链为零定子三相绕组定子三相绕组磁链初值：磁链初值：磁链平衡等值电路磁链平衡等值电路短路前短路前空载空载，故，故3、定子、定子d、、q轴的轴的全电流全电流4、定子、定子a、、b、、c坐标系的坐标系的全电流全电流5、励磁绕组的、励磁绕组的全电流全电流原则原则2 2：计算绕组的时间常数，：计算绕组的时间常数，只考虑绕组的电阻只考虑绕组的电阻，，而而忽略其它绕组的电阻忽略其它绕组的电阻。

1 1、定子直流和倍频分量以及转子电流基频分量按、定子直流和倍频分量以及转子电流基频分量按照定子绕组的时间常数照定子绕组的时间常数 衰减三、自由电流的衰减三、自由电流的衰减原则原则1 1：为了维持绕组磁链不变而产生自由电流，：为了维持绕组磁链不变而产生自由电流，如果该如果该自由电流产生的磁势相对于绕组静止自由电流产生的磁势相对于绕组静止，那么，那么这个电流将这个电流将按照该绕组的时间常数衰减按照该绕组的时间常数衰减，同时，，同时，与与该自由电流相依存的电流也按时间常数衰减该自由电流相依存的电流也按时间常数衰减；； ：定子绕组开路时励磁绕组的时间常数定子绕组开路时励磁绕组的时间常数 ：定子绕组短路时励磁绕组的时间常数；：定子绕组短路时励磁绕组的时间常数；2、转子绕组直流以及定子基频电流按照转子绕组的、转子绕组直流以及定子基频电流按照转子绕组的时间常数时间常数 衰减确定确定 的等值电路的等值电路计及自由电流衰减的电流表达式计及自由电流衰减的电流表达式计及自由电流衰减的电流波形计及自由电流衰减的电流波形四、负载状态下的突然短路四、负载状态下的突然短路由磁链平衡等值电路可得：由磁链平衡等值电路可得：1、定子、定子基频电流基频电流和转子绕组和转子绕组直流直流的计算的计算2、定子、定子直流直流、、倍频倍频分量和转子绕组分量和转子绕组基频电流基频电流的计算的计算定子三相绕组定子三相绕组磁链初值：磁链初值：3、定子、定子d、、q轴的轴的电流电流4、定子、定子a、、b、、c坐标系的坐标系的电流电流5、励磁绕组的、励磁绕组的电流电流如果短路不是直接发生在发电机端，而是在有外如果短路不是直接发生在发电机端，而是在有外接电抗接电抗 之后，可认为是在发电机定子绕组的之后，可认为是在发电机定子绕组的漏电抗增大了漏电抗增大了 。

在计算电流或时间常数时，在计算电流或时间常数时，只要用只要用 、、 和和 去分别代替去分别代替 、、 和和 就可由于外接电抗就可由于外接电抗 已计入定子漏抗，已计入定子漏抗，则电压则电压 将不再是机端电压，而应取为将不再是机端电压，而应取为短路点短路点的电压5.5 5.5 有阻尼绕组同步电机三相短路有阻尼绕组同步电机三相短路n与无阻尼绕组电机相比与无阻尼绕组电机相比相同之处相同之处：：定子电流分量：基频分量，直流分量，倍频分量定子电流分量：基频分量，直流分量，倍频分量转子电流分量：基频分量，值流分量转子电流分量：基频分量，值流分量n不同之处不同之处：因为存在阻尼绕组，突然短路时，为保：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持磁链不变，阻尼绕组中会感应直流电流一、突然短路的物理过程一、突然短路的物理过程二、次暂态电势和次暂态电抗二、次暂态电势和次暂态电抗磁链平衡等值电路磁链平衡等值电路1 1、纵轴向等值电路、纵轴向等值电路应用戴维南定理可以导出：应用戴维南定理可以导出：次暂态电势和暂态电抗的等值电路次暂态电势和暂态电抗的等值电路式中式中: :其中：其中： 称为横轴次暂态电势；称为横轴次暂态电势； 称为纵轴次暂态电抗。

称为纵轴次暂态电抗2 2、横轴向等值电路、横轴向等值电路 同样可得同样可得其中：其中： 称为纵轴次暂态电势；称为纵轴次暂态电势； 称为横轴次暂态电抗称为横轴次暂态电抗当电机处于稳态或忽略变压器电势时当电机处于稳态或忽略变压器电势时 ，， ，，定子电势方程：定子电势方程：引入次暂态电势和次暂态电抗以后，同步电机的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：磁链平衡方程：磁链平衡方程和定子电势方程磁链平衡方程和定子电势方程相量形式：相量形式：其中：其中： 称为次暂态电势称为次暂态电势相量图：相量图：采用等值隐极机处理采用等值隐极机处理简化的次暂态参数等值电路简化的次暂态参数等值电路略去右端第三项略去右端第三项一般地，当转子各回路磁链守恒时，宜采用暂态（次一般地，当转子各回路磁链守恒时，宜采用暂态（次暂态）参数列写的电势方程；当励磁绕组的电流不变暂态）参数列写的电势方程；当励磁绕组的电流不变时，则采用稳态参数的电势方程时，则采用稳态参数的电势方程各电势之间的关系：各电势之间的关系：三、有阻尼绕组电机的短路电流三、有阻尼绕组电机的短路电流分析方法：分析方法：应用磁链守恒原则确定各绕组电流的各种分量应用磁链守恒原则确定各绕组电流的各种分量确定自由电流的衰减时间常数确定自由电流的衰减时间常数得到各绕组总电流的计算式得到各绕组总电流的计算式 定子基频电流和转子绕组直流共同作用，使定子定子基频电流和转子绕组直流共同作用，使定子绕组的交变磁链为零，转子绕组磁链保持初值不变；绕组的交变磁链为零，转子绕组磁链保持初值不变； 定子直流分量和倍频分量以及转子绕组基频电流定子直流分量和倍频分量以及转子绕组基频电流共同作用，使定子各绕组磁链保持初值不变，转子各共同作用，使定子各绕组磁链保持初值不变，转子各绕组的交变磁链为零。

绕组的交变磁链为零 利用磁链平衡等值电路图，分别作出计算定子电利用磁链平衡等值电路图，分别作出计算定子电流基频分量和转子直流分量的等值电路以及计算定子流基频分量和转子直流分量的等值电路以及计算定子直流分量（包括倍频分量）和转子基频分量的等值电直流分量（包括倍频分量）和转子基频分量的等值电路阻尼绕组电流的强制分量为零阻尼绕组电流的强制分量为零计算定子电流基频分量和转子直流分量的等值电路计算定子电流基频分量和转子直流分量的等值电路计算定子直流分量（包括倍频分量）和转子基频分量的等值电路计算定子直流分量（包括倍频分量）和转子基频分量的等值电路负载下突然短路的计算负载下突然短路的计算当短路进入稳态后，若有当短路进入稳态后，若有 ，则有，则有纵轴基频分量的自由分量：纵轴基频分量的自由分量：横轴基频分量的自由分量：横轴基频分量的自由分量：转子各绕组的自由电流转子各绕组的自由电流励磁绕组和励磁绕组和d轴阻尼绕组的磁链初值：轴阻尼绕组的磁链初值：q轴方向上：轴方向上：q轴阻尼绕组的磁链初值：轴阻尼绕组的磁链初值：定子三相磁链初值的定子三相磁链初值的d、、q分量：分量：q轴方向上：轴方向上：定子电流的定子电流的d、、q轴分量：轴分量：转子各绕组电流转子各绕组电流励磁绕组的电流：励磁绕组的电流：纵轴阻尼绕组的电流：纵轴阻尼绕组的电流：横轴阻尼绕组的电流：横轴阻尼绕组的电流：1 1、定子直流和倍频分量以及转子电流基频分量按、定子直流和倍频分量以及转子电流基频分量按照定子绕组的时间常数照定子绕组的时间常数 衰减。

衰减三、自由电流的衰减三、自由电流的衰减2 2、定子横轴基频电流的自由分量同横轴阻尼绕组的、定子横轴基频电流的自由分量同横轴阻尼绕组的自由直流按照横轴阻尼绕组的时间常数自由直流按照横轴阻尼绕组的时间常数 衰减确定确定 的等值电路的等值电路：定子绕组：定子绕组开路时开路时横轴阻横轴阻尼绕组的时间常数尼绕组的时间常数3 3、定子纵轴基频电流的自由分量同励磁绕组和、定子纵轴基频电流的自由分量同励磁绕组和纵轴阻尼绕组的自由直流按照不同的时间常数纵轴阻尼绕组的自由直流按照不同的时间常数衰减其中次暂态分量的时间常数为衰减其中次暂态分量的时间常数为 ；暂态；暂态分量的时间常数为分量的时间常数为 注意：注意：时间常数时间常数 和和 的比较精确的数值应由纵轴运的比较精确的数值应由纵轴运算电抗算电抗 的零点确定的零点确定其中：其中：时间常数时间常数 和和 的近似计算的近似计算突然三相短路时定子基频电流峰值变化曲线突然三相短路时定子基频电流峰值变化曲线在实际计算中，常在实际计算中，常以阻尼绕组电流为零以阻尼绕组电流为零（相当于阻（相当于阻尼绕组开路或不存在），而对励磁绕组仍然以磁链尼绕组开路或不存在），而对励磁绕组仍然以磁链守恒为条件，利用电机的暂态参数计算纵轴基频自守恒为条件，利用电机的暂态参数计算纵轴基频自由电流的由电流的暂态分量暂态分量。

次暂态分量：次暂态分量：对励磁绕组的自由直流，也以阻尼绕组开路为条件，对励磁绕组的自由直流，也以阻尼绕组开路为条件，计算其计算其暂态分量暂态分量注意：注意：对于有阻尼绕组同步发电机，在扰动前后不对于有阻尼绕组同步发电机，在扰动前后不发生突变是次暂态电势发生突变是次暂态电势 和和 若在阻尼绕组不若在阻尼绕组不存在的假设按存在的假设按 确定的暂态电势确定的暂态电势 ，则在，则在运行状态突变瞬间运行状态突变瞬间 次暂态分量：次暂态分量：定子电流的定子电流的d、、q轴分量：轴分量：定子定子a a相电流：相电流：励磁绕组的电流：励磁绕组的电流：有阻尼绕组电机空载突然三相短路电流波形有阻尼绕组电机空载突然三相短路电流波形如果短路不是直接发生在发电机端，而是在有外如果短路不是直接发生在发电机端，而是在有外接电抗接电抗 之后，可认为是在发电机定子绕组的之后，可认为是在发电机定子绕组的漏电抗增大了漏电抗增大了 在计算电流或时间常数时，在计算电流或时间常数时，只要用只要用 、、 、、 、、 和和 去分别代替去分别代替 、、 、、 、、 和和 就可。

由于外接就可由于外接电抗电抗 已计入定子漏抗，则电压已计入定子漏抗，则电压 将不再是机将不再是机端电压，而应取为端电压，而应取为短路点短路点的电压5.6 5.6 强行励磁对短路暂态过程的影响强行励磁对短路暂态过程的影响当发生短路或由于其他原因使机端电压显著下降时，当发生短路或由于其他原因使机端电压显著下降时，强行励磁装置动作，使施于励磁绕组的电压强行励磁装置动作，使施于励磁绕组的电压 增大，从而增大励磁电流以恢复极端电压通常增大，从而增大励磁电流以恢复极端电压通常假定励磁电压假定励磁电压 从它的初值按指数规律上升到某一从它的初值按指数规律上升到某一终值终值 ，其变化规律为：，其变化规律为：定子电流强励增量的象函数：定子电流强励增量的象函数：不计阻尼绕组影响，且不计阻尼绕组影响，且 ，则有，则有短路过程中，端电压能否恢复到额定值？何时恢短路过程中，端电压能否恢复到额定值？何时恢复到额定值？这同短路点的远近有关复到额定值？这同短路点的远近有关1 1、短路点很远，即、短路点很远，即 很大，端电压经临界时间很大，端电压经临界时间 恢恢复到额定值复到额定值 。

2 2、短路点很近，即、短路点很近，即 很小，端电压不能恢复到额定很小，端电压不能恢复到额定值值 3 3、在临界电抗、在临界电抗 下发生短路，端电压刚好在下发生短路，端电压刚好在暂态过程结束时恢复到额定值暂态过程结束时恢复到额定值 4 4、若、若 ，则稳态短路电流值为，则稳态短路电流值为 ；；若若 ，则可得到相对应的临界时间，则可得到相对应的临界时间 ，当，当 时，短路电流的基频分量将保持不变即时，短路电流的基频分量将保持不变即强行励磁对短路电流和机端电压的影响强行励磁对短路电流和机端电压的影响。