6第六章 同步电机(6.6)

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第六章 同步电机

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§6.6.0 同步发电机的不对称运行 一、原因 1. 相负荷不平衡(如单相负载); 相负荷不平衡(如单相负载); 2. 发生不对称故障(如单相或两相 发生不对称故障( 短路)。 短路)。

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§6.6.0 同步发电机的不对称运行 二、影响 1. 对发电机本身 对发电机本身——损耗增加、效 损耗增加、 损耗增加 率降低、温升升高； 率降低、温升升高； 2. 对同网的电动机与变压器也会产 生不良影响； 生不良影响； 3. 甚至会影响通信等。 甚至会影响通信等。

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§6.6.0 同步发电机的不对称运行 三、国家标准GB755-87规定 国家标准 规定 对普通同步电机( 对普通同步电机(采用导体内部 冷却方式除外), ),若各相电流均 冷却方式除外),若各相电流均 不超过额定值， 不超过额定值，则其负序分量不 超过额定电流的8%(凸极发电 超过额定电流的 ( 机)或10%(隐极机和凸极电动 ( 可允许长期运行。 机)时，可允许长期运行。

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路一、各序相量方程式与等效电路 各序相量方程式： 各序相量方程式：

& & & 正序：E0 = U + + I + Z + & & 负序： 0 = U + I Z

& & 零序： 0 = U 0 + I 0 Z 0

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路一、各序相量方程式与等效电路 各序等效电路： 各序等效电路：

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路二、各序阻抗 1. 正序阻抗： 正序阻抗： 隐极机：Z + = R+ + jX + = Ra + jX t 凸极机则与正序电枢磁动势和 转子的相对位置有关， 转子的相对位置有关，一般有

Xq ≤ X+ ≤ Xd

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路二、各序阻抗 2. 负序阻抗： 负序阻抗：d轴有阻尼：X d 1 = Xσ + 1 1 1 + + X ad X fσ X Ddσ 1 1 1 + X ad X fσ

无阻尼：X d = X σ +

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路二、各序阻抗 2. 负序阻抗： 负序阻抗：

q轴有阻尼：X q = X σ +

1 1 1 + X aq X Dqσ

无阻尼：X q = X σ + X aq = X q

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路二、各序阻抗 2. 负序阻抗： 负序阻抗： 计算时根据情况可取不同的平均 如下列的算术平均值： 值，如下列的算术平均值：

1 X = ( X d + X q ) 2

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路二、各序阻抗 3. 零序阻抗： 零序阻抗： 零序合成磁动势基波和6k± 次谐 零序合成磁动势基波和 ±1次谐 波均为零，只有6k-3次谐波，因 次谐波， 波均为零，只有 次谐波 此零序电抗具有漏电抗性质。 此零序电抗具有漏电抗性质。其 大小与绕组节距有关。 大小与绕组节距有关。

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路二、各序阻抗 3. 零序阻抗： 零序阻抗： 对整距有： 对整距有： X0 ≈ Xσ y1=2τ/3时有： 时有： 时有 X0 ≈ XEσ

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§6.6.1 相序阻抗与等效电路二、各序

阻抗 3. 零序阻抗： 零序阻抗： 零序电抗与主磁路饱和程度及转 子结构无关。 子结构无关。 零序电阻R 零序电阻 0 ≈ Ra

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§6.6.2 不对称稳态短路一、单相对中点短路 1. 端点方程式(不对称量表示): 端点方程式(不对称量表示):

& =0 UA & & IB = IC = 0

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§6.6.2 不对称稳态短路一、单相对中点短路 2. 端点方程式(对称量表示): 端点方程式(对称量表示):

& + +U +U 0 = 0 UA &A &A 1& & & & I = I = I = IA 3+ A A 0 A

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§6.6.2 不对称稳态短路一、单相对中点短路 3. 与相序方程联立求解： 与相序方程联立求解： & E0 &+ = I = I 0 = I A &A &A Z+ + Z + Z0 & 3E0 & IA = Z+ + Z + Z0

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§6.6.2 不对称稳态短路一、单相对中点短路 3. 与相序方程联立求解： 与相序方程联立求解：& = U U = jI 2 Z + Z 0 & U BC & B & C k1 3 & 3E0 & & I k1 = I A = Z+ + Z + Z0

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§6.6.2 不对称稳态短路一、单相对中点短路 3. 与相序方程联立求解： 与相序方程联立求解： 电阻很小忽略后有： 电阻很小忽略后有：

3E0 I k1 = I A = X+ + X + X0

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§6.6.2 不对称稳态短路一、单相对中点短路 4. 利用等效电路求解： 利用等效电路求解：&+ IA & IA & E0 & = I 0 = = I A &A Z+ + Z + Z0 & 3E0 = Z+ + Z + Z0

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§6.6.2 不对称稳态短路一、单相对中点短路 5. 短路电流的谐波： 短路电流的谐波： 定子电压、电流含基波和一系列奇数 基波和一系列 定子电压、电流含基波和一系列奇数 次谐波； 次谐波； 转子除直流外，还有一系列偶数次谐 转子除直流外 还有一系列偶数次谐 直流 波。 单相同步发电机为了改善波形， 单相同步发电机为了改善波形，减少 损耗，通常要装低阻抗的阻尼绕组。 损耗，通常要装低阻抗的阻尼绕组。

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§6.6.2 不对称稳态短路二、两相相间短路 1. 端点方程(不对称量表示): 端点方程(不对称量表示):

& IA = 0 & & I = IB

C

& & UB = UC

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