同步发电机的突然短路

同步发电机三相短路的物理分析

理分析
首先假定短路前电机处于空载状况，即定子电流 id iq 0 ；转子绕组空载励磁电流 i f [0] V f [0] / rf ，产生的磁链
0 d fd xad i f 0 , q 0
⑴ 定子绕组中短路时产生的电流分量
短路前,只有励磁电流产生的磁通交链定子绕组，当转子旋转时，定子绕组的磁链将随α角作周期变化，如图所示。
二、超导闭合回路磁链守恒原则（物理分析的前提理论）

电势方程：
d Ri 0 dt
⑴假定闭合导体的初始磁链ψ0 =0，磁铁移近欲使其磁链变为ψ1，则
Li 1 0
⑵假定闭合导体的初始磁链ψ0 ≠ 0 ，磁铁移近欲使其磁链变为ψ1，则
Li1 1 0

三、无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物
②直流电流。三相共同形成一个在空间静止不动的磁势，它对各相绕组分别产生的不变磁链用以维持初始磁链值ψa0、 ψb0 、 ψc0恒定。
注意：
由于转子d轴和q轴方向结构不同，磁路的磁阻是周期性变化的，因而（根据转子结构对称性）磁阻的变化频率为基频的二倍，此时只单靠定子绕组直流电流产生的磁势并不能完全使初始磁链恒定。三是倍频交流分量，将该分量与定子直流电流分量叠加，以维持初始磁链恒定。三相绕组磁链守恒的相量图和a相绕组磁链守恒图如图5-8所示。
②基频电流分量
为了抵消定子直流磁势和倍频磁势的电枢反应，转子绕组中将产生基频电流。基频电流在转子中产生一以同步频率脉振的磁场。该脉振磁场可分解为两个依相反方向相对于转子以同步速旋转的磁场：相对转子反向旋转的磁场，相对定子静止，影响定子直流分量；相对转子正向旋转的磁场，相对定子以二倍同步转速旋转，影响定子倍频分量。

同步发电机突然三相短路分析-第二讲资料

1.磁链轴线在d轴方向的称为直轴阻尼绕组D，
iD iD iD
；
2.磁链轴线在q轴方向的称为交轴阻尼绕组Q，
iQ iQ
；
定、转子回路电流分量的对应关系:
自由电流分量：维持绕组本身磁链不突变而感生的电流，其衰减主要由该绕组的电阻所确定；强制电流分量：由电势产生的电流。
定、转子回路电流分量的衰减关系:
所经的磁路为绕励磁绕组外侧，其对应的电压降为 I xad ，则电压方程为
jI x jI x 0 E ad q0
I Id Eq 0 xd
短路电流基频交流分量的初始值:
计及阻尼回路时基频交流分量初始值
Eq 0 xd
I”
：
I I d
依然存在；
2. 定子三相交流产生去磁的旋转磁场 Ψad= -ψ0, 其突然穿越励磁绕组，则励磁绕组要保持磁链不突变，需感生直流电流 i f ；

4. i f i f 0 i f i f
阻尼回路电流分量 :
i2 按定子回路时间常数 Ta 定子绕组自由分量电流 i、 i D、 iQ也按 Ta 衰减，所以，由静止磁场引起的转子电流 i f、衰减；
维持转子绕组磁链不突变的自由分量电流i f 、i D 起到励磁电流的作用，其衰减变化引起定子周期分量电流由初始的 I 衰减到 I
起始
I
阻尼电流衰减完毕
I
Td
阻尼电流衰减完毕
I
Td
稳态 I
短路电流的近似公式 :
基频交流分量电流的近似公式：
t Td t Td
I m (t ) ( I I )e
( I I )e

第十五章同步电机的突然短路与振荡

电气工程与自动化专业
同步发电机突然短路的物理过程
• 三相突然短路时的磁链
– 用磁链不变原则分析无阻尼绕组同步发电机空载运行时，在发电机出线端点处发生三相突然短路后电机各绕组中的磁链变化情况
– 假设激磁电流和转子转速保持不变，并且不计饱和影响，以便应用叠加原理
• 同步发电机空载时 – 转子旋转磁场将在各定子绕组中形成磁链f A、 f B和f C，随时间按正弦变化 – 因定子绕组开路，不受磁链不变原则的制约，所以定子绕组中没有电流，不产生定子磁场
x
X "d X ad X f X1d
直轴超瞬态电抗的等效电路
电气工程与自动化专业
同步电机的瞬态电抗和超瞬态电抗
– 如在转子上没有阻尼绕组或者是当阻尼绕组中的感应电流衰减完毕
• 电枢反应磁通可以穿过阻尼绕组时，总磁
导为
'd
1
1
1
ad f
• 直轴瞬态电抗x'd
x'd x
1
1
1
x
xad x f xad x f
电气工程与自动化专业
同步发电机突然短路的物理过程
• 突然短路的分析
– 严格分析需要列出并求解多个回路的联立微分方程式组
– 更由于同步电机的转子激磁绕组为单相回路，阻尼绕组为不完整的多相电路，直轴交轴磁路又不对称，使问题变得非常复杂
– 简化方法
• 从磁链守恒原理出发，形象化地阐明突然短路时电机内的电磁过程，重点弄清突然短路时电机参数和电流变化的物理概念
AA、BB和CC
电气工程与自动化专业
同步发电机突然短路的物理过程
– 磁链AA、BB和CC的大小和随时间变化的规律取决于能分别和fA、fB和fC共同合成相应的0A、0B和0C

同步发电机空载下突然三相短路,下列说法正确

同步发电机空载下突然三相短路,下列说法正确同步发电机在空载下突然发生三相短路是一种常见但严重的故障情况，这种情况不仅会导致设备的损坏，还可能造成严重的安全事故。

在处理这种故障情况时，需要及时准确地评估并采取有效的措施来解决问题。

下面我将根据你提供的主题，撰写一篇高质量的文章，深入探讨同步发电机空载下突然三相短路的相关知识和处理方法。

1. 三相短路的定义和特点三相短路是指发生在同步发电机中的三相之间导电体发生短接的现象。

这种故障会导致电流异常增大，可能造成设备的损坏和生产系统的中断。

及时准确地处理三相短路问题对于保障设备运行和人员安全非常重要。

2. 同步发电机空载下发生三相短路的原因同步发电机在空载下发生三相短路通常有以下几个原因：1) 绝缘A缺陷引起的故障；2) 同步感应器发生故障；3) 剩磁引起的故障；4) 不良的生产质量。

3. 处理同步发电机空载下发生三相短路的方法当同步发电机发生空载下三相短路时，需要立即采取有效的措施来解决问题，以防止发电机和其他设备的损坏。

处理方法包括但不限于：1) 紧急停机；2) 切断电源；3) 进行故障检修和修复；4) 加强维护和监测。

在处理故障的过程中，需要注意安全第一，避免造成二次事故和人员伤害。

总结：同步发电机空载下突然三相短路是一种严重的故障情况，需要及时准确地处理。

在日常运行中，要加强设备检修和维护，防止类似故障的发生。

对于已发生的故障，要密切关注设备运行状态，及时采取措施修复问题，确保设备和人员的安全。

个人观点和理解：对于同步发电机空载下发生三相短路这类严重故障，我们需要高度重视，建立健全的设备检修和维护体系，预防和及时处理类似故障，保障设备运行和人员安全。

希望以上内容能够满足你的需求，如果有需要进一步修改或者补充，请随时告诉我。

同步发电机在空载下突然发生三相短路是一种严重的故障情况，可能造成设备的损坏和生产系统的中断。

我们需要深入了解该问题的原因和处理方法，以便及时准确地评估并采取有效的措施来解决问题。

电机学—同步发电机的突然短路

输入功率P1。
当励磁绕组感应电流最大时，定子磁场轴线与d轴重合，有：
当励磁绕组感应电流最小时，定子磁场轴线与q轴重合，有：
二、超导回路磁链守恒原理
ψ0
回路电阻 R＝0
ψa
e
i
N
S
a 0 常数
上式表明：无论外磁场交链超导体回路的磁链如何变化，回路感应电流所产生的磁链总会抵制这种变化，使回路中磁链保持不变，这就是超导回路的磁链守恒原理。由该原理可以确定同步电机突然短路分析的初始值。
三、三相突然短路过程中的电磁关系
同步发电机的突然短路
➢ 分析假设 ➢ 超导回路磁链守恒原理 ➢ 三相突然短路过程中的电磁关系 ➢ 突然短路电流的衰减规律 ➢ 瞬变电抗的测量方法
一、分析假设
同步电机三相突然短路时机、电、磁耦合的非先行微分方程组十分复杂，不经特殊处理无法求解，为此，在分析过程中作如下假设：
1）短路时电机转速不变 2）短路时磁路不饱和 3）短路发生在电机出线端，短路前电机为空载
等效磁场
0
ad
N
n0
A
A
X
S
0
四、突然短路电流的衰减规律
设t＝0时，ψA(0)=0
由ABC三相之间的相位关系可以推出iB～和iC～而：
iAz=0
五、瞬变电抗的测量方法
静测法
WA I1 U1 ~ VLeabharlann 测试线路如图所示，缓慢移动转子
位置，直到励磁绕组中的感应电流最大 A 为止，量取电枢电流I1，外加电压U1和
1. 定子各相磁链
ψA
在t=0时突然短路， IABC Fa φi
ψB
设定子各相为超导回路，则：
ψC
2. 定子各相绕组电流

6.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析

6.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析6.3.1 同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程上一节讨论了无限大电源供电电路发生三相对称短路的情况。

实际上电力系统发生短路故障时，大多数情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量，其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率不变。

所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。

由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。

同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转，由于它与转子没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应出电流。

但是在发电机端突然三相短路时，定子电流在数值上将急剧变化。

由于电感回路的电流不能突变，定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。

这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生出电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。

定子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。

图6-6 凸极式同步发电机示意图图6-6为凸极同步发电机的示意图。

定子三相绕组分别用绕组，，表示，绕组的中心轴，，轴线彼此相差120o。

转子极中心线用轴表示，称为纵轴或直轴；极间轴线用轴表示，称为横轴或交轴。

转子逆时针旋转为正方向，轴超前轴90o。

励磁绕组的轴线与轴重合。

阻尼绕组用两个互相正交的短接绕组等效，轴线与轴重合的称为阻尼绕组，轴线与轴重合的称为阻尼绕组。

定子各相绕组轴线的正方向作为各绕组磁链的正方向，各相绕组中正方向电流产生的磁链的方向与绕组轴线的正方向相反，即定子绕组中正电流产生负磁通。

励磁绕组及轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，转子绕组中正向电流产生的磁链与轴线的正方向相同，即在转子方面，正电流产生正磁通。

同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结

同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结标题：同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结摘要：本文通过进行同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验，深入探讨了该过程中的多个方面。

通过分析仿真结果，我们得出了一些有价值的观点和理解，对于同步发电机暂态过程中的电气特性和保护措施具有一定的指导意义。

1. 引言同步发电机是电力系统中重要的电力装置之一，而突然短路是其运行过程中可能面临的一种故障情况。

为了研究同步发电机在突然短路时的暂态过程，我们进行了仿真实验，并在本文中总结了相关结果和结论。

2. 仿真实验设计与参数设定在实验中，我们利用电力系统仿真软件搭建了同步发电机与电力系统的模型，并对系统参数进行合理设定。

为了模拟突然短路情况，我们在某一时刻突然将发电机输出接入短路。

3. 暂态过程分析通过仿真得到的结果，我们对同步发电机突然短路的暂态过程进行了分析。

具体包括以下几个方面：3.1 电压和电流的变化：突然短路引起了电压和电流的突变，仿真结果显示了这一过程中电压和电流的变化曲线，并对其进行了解读。

3.2 同步发电机的转子电流：同步发电机的短路故障对转子电流产生了很大的影响，我们对转子电流的变化进行了分析，并总结了其特点和变化规律。

3.3 功角稳定性：同步发电机突然短路可能导致系统的功角不稳定，我们对仿真结果中功角的变化进行了研究，并探讨了功角稳定性相关的问题。

4. 结果与讨论通过对仿真实验结果的分析，我们得出了以下几点观点和理解：4.1 突然短路引起的暂态过程是复杂的，其中电压、电流、转子电流和功角等参数都发生了较大的变化。

4.2 同步发电机的短路故障会导致转子电流迅速增大，可能影响到设备的安全运行。

4.3 突然短路时，系统中的功角可能会不稳定，需要采取合适的控制和保护措施来维持系统的稳定性。

5. 总结与展望本文通过同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验，对该过程中的多个方面进行了探讨和分析。

通过对仿真结果的总结和回顾，我们获得了一些有价值的观点和理解，对同步发电机暂态过程的研究具有一定的参考意义。

同步发电机突然三相短路分析知识讲解

三空载短路时短路电流基频交流分量的初始值和稳态值
（一）稳态值
短路稳态时的电枢反应定子绕组电压方程：
0RU & 0
即 Eq0 jI& dxd 0
I
Id
Eq 0 xd
φσ
φ0
if\|0| uf
I∞
φ
R
φfσ
（二）初始值
φσ
1．不计阻尼回路时基频交流分量初始值 I’
φ0
if\|0| +ifα
• 自由电流分量：维持绕组本身磁链不突变而感生的电流，其衰减主要由该绕组的电阻所确定；
• 强制电流分量：由电势产生的电流。 1．定、I转I子回路电流分量的对应关系为：
定子电流 iabc
if iD iQ
周期分量电流Iω 强制电流
I∞ if|0|
自由分量直流 ifα 自由分量直流 iDα
自由分量直流 iQα≈0
jI&d xd
I&d
E&q 0 jxd
(二)计及阻尼回路时基频交流分量初始值
直轴次暂态电流：
I&d
E&q
0
j x d
E&q
0
U&q 0
j I&d 0 x d
交轴轴次暂态电流：
0 jI&q 0 xaq j ( I&q I&q 0 ) xaq I&qx 0
jI&q 0 xaq jI&q 0 xaq jI&qxq
尼绕组
bc
a
c y
• 假设同步发电机是理想电机
1)电机转子在结构上对本身的直铀和交铀完全对称，定子三相绕组完全对称，在空间互相相差120。电角度；

同步发电机的不对称运行和突然短路

04
同步发电机的不对称运行和突然短路的预防与控制
预防措施
定期检查
对同步发电机的各项性能进行定期检查，确保其正常运行。
安装保护装置
在同步发电机上安装相应的保护装置，以防止不对称运行和突然短路的发生。
维护保养
按照制造商的推荐，对同步发电机进行适当的维护和保养，以延长其使用寿命。
监控运行状态
对同步发电机的运行状态进行实时监控，及时发现并处理异常情况。
对称运行和突然短路的未来研究方向
深入研究对称运行的理论基础
进一步探讨对称运行的原理和机制，提高对电力系统稳定性的认识和理解。
开发高效的短路保护装置
针对突然短路故障，研究和发展更为快速、准确的短路保护装置，以减少短路对设备和系统的冲击。
智能化监控和管理
利用先进的传感器、通信和人工智能技术，实现对电力系统的实时监控和智能管理，提高系统应对突发事件的响应速度和处置能力。
对称运行
在电力系统中，同步发电机以对称的方式运行，意味着各相的电压、电流和功率等参数在大小和相位上都是相等的。这种对称运行状态是电力系统稳定和可靠供电的前提条件。
突然短路
突然短路是指同步发电机在正常运行过程中，由于某种原因（如设备故障、人为误操作等），电路中出现非正常连接，导致电流瞬间激增，破坏了原有的对称运行状态。突然短路是电力系统中最危险的故障之一，可能造成设备损坏和系统稳定性丧失。
运行。
维护与保养
清洁
检查紧固件
定期对同步发电机进行清洁，以去除灰尘和污垢。
检查同步发电机的紧固件是否松动，如发现松动应及时紧固。
检查润滑系统
更换磨损部件
定期对同步发电机的润滑系统进行检查，确保润滑油充足且无杂质。

同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结

同步发电机突然短路的暂态过程仿真实验总结一、实验背景同步发电机是电力系统中重要的发电设备之一，其运行状态对整个系统的稳定性和安全性都有着重要的影响。

然而，在实际运行过程中，同步发电机可能会遭遇短路等突发事件，导致暂态过程出现异常。

因此，对同步发电机的暂态过程进行仿真实验研究，能够帮助我们更好地了解其运行特点和应对措施。

二、实验目的本次仿真实验旨在探究同步发电机突然短路时的暂态过程，并分析其影响因素和应对策略。

三、实验原理在同步发电机突然短路时，由于负荷突然减小或者断开导线等原因，使得发电机输出功率大幅下降，同时由于突然短路产生大量瞬时电流，容易导致转子绕组内部温度升高、绝缘层损坏等问题。

为了模拟这种情况，在仿真实验中需要考虑转子惯量、励磁系统特性、定子绕组参数等多个因素。

四、实验内容本次仿真实验采用PSCAD软件进行，主要包括以下内容：1.建立同步发电机模型，包括定子绕组、转子绕组、励磁系统等部分；2.设置突然短路事件，模拟负荷突然减小或者断开导线等情况；3.观察同步发电机的暂态过程，包括输出功率、电流变化、转速变化等；4.分析影响因素和应对策略。

五、实验结果经过仿真实验，我们得到了如下结果：1.同步发电机在突然短路时会出现大幅度的输出功率下降和电流瞬时增大；2.转速也会出现一定程度的变化，但是变化幅度较小；3.在应对策略方面，可以采取调整励磁系统参数、增加降低负荷的措施等方法来减轻暂态过程带来的影响。

六、实验结论通过本次仿真实验，我们深入了解了同步发电机在突然短路时的暂态过程，并探究了其影响因素和应对策略。

这对于进一步提高电力系统运行稳定性和安全性具有重要意义。

同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析

6.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析6.3.1 同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程上一节讨论了无限大电源供电电路发生三相对称短路的情况。

实际上电力系统发生短路故障时，大多数情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量，其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率不变。

所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。

由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。

同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转，由于它与转子没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应出电流。

但是在发电机端突然三相短路时，定子电流在数值上将急剧变化。

由于电感回路的电流不能突变，定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。

这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生出电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。

定子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。

图6-6 凸极式同步发电机示意图图6-6为凸极同步发电机的示意图。

定子三相绕组分别用绕组，，表示，绕组的中心轴，，轴线彼此相差120o。

转子极中心线用轴表示，称为纵轴或直轴；极间轴线用轴表示，称为横轴或交轴。

转子逆时针旋转为正方向，轴超前轴90o。

励磁绕组的轴线与轴重合。

阻尼绕组用两个互相正交的短接绕组等效，轴线与轴重合的称为阻尼绕组，轴线与轴重合的称为阻尼绕组。

定子各相绕组轴线的正方向作为各绕组磁链的正方向，各相绕组中正方向电流产生的磁链的方向与绕组轴线的正方向相反，即定子绕组中正电流产生负磁通。

励磁绕组及轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，转子绕组中正向电流产生的磁链与轴线的正方向相同，即在转子方面，正电流产生正磁通。

同步发电机突然三相短路中的几个问题

第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。

因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。

2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。

b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。

c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a。

转子电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d’。

b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。

产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。

这些量均为自由分量，最后衰减为0。

2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。

同步发电机突然三相短路分析

同步发电机突然三相短路分析
1.电流激增：短路回路会产生高电流，超过设备和电网的额定电流。

2.电压下降：由于电流突增，电压也会下降到不可接受的范围。

3.发电机过载：高电流和低电压会导致发电机过载，从而可能损坏其
线圈等部件。

4.动力系统不稳定：同步发电机作为电网和动力系统的重要组成部分，其故障可能导致动力系统不稳定、停电等现象。

三相短路的分析与处理主要包括下列步骤：
1.检测短路故障：利用故障指示装置、保护装置或充电电流记录装置
等设备，检测同步发电机是否发生三相短路。

2.切除故障回路：在确认三相短路后，需要通过切除故障回路，尽量
减少故障对发电机和电网的损害。

3.分析故障原因：通过检查和测试发电机的各个部件，分析故障的原因。

故障原因可能包括线圈绝缘损坏、导线短路、绕组间绝缘损坏等。

4.维修和更换部件：根据故障原因，对发电机进行维修和更换故障部件，确保其能够正常运行。

5.清除短路故障的后果：短路故障可能对电网和动力系统带来一些不
良影响，需要清除故障的后果，恢复电网正常运行。

6.完善保护装置：完善和优化保护装置，提高对同步发电机三相短路
的检测和切除能力，以防止类似故障再次发生。

总之，同步发电机三相短路是一种常见的故障，可能对电网和动力系统造成严重影响。

因此，合理的分析与处理同步发电机三相短路的方法非常重要，可以提高发电机的可靠性和电网的稳定性。

同步电机突然三相短路的物理分析

二、分析的基本原理与方法
理论基础：回路磁链守恒原则。
对于超导体闭合回路，任何扰动后都将具有“维持所环磁链永久不变”的特性；
对于实际有电阻的线圈回路，在任何扰动瞬间都将维持其所环磁链不突变——楞次定则！
分析方法：
(1) 电机存在多个互感耦合的绕组→电阻相对较小→首先作超导回路对待； (2) 基于磁链守恒原则，确定在突然短路暂态过程中将有哪些电流分量?
E'q0 x'd
-
Eq[0] xd
注意： ψq0=0 → 定子基频电流q轴分量=0
9
5-4 二、不计衰减时的短路电流
2、定子iap、i2ω、转子Δifω
Δifω
令：ψf=0、 ψa= ψa0(b、c类似)
xσf
t=0 磁平衡等值电路
idω xσa
xad ψdω ↑
iqω
xσa
xaq
ψ
↑
qω
a0 0 cos0
二、不计衰减时的短路电流
1、定子基频交流和 f-f 直流电流
设：空载短路——iω、if[0]、Δifa共同作用，
保持各相定子绕组磁链为0、f-f 初值ψf0
if[0] + Δifa
xσf ↑Ψf0
id xσa
xad
id
i fa
xad x f
xd
xad xf
id
f 0 Eq0
xd xd xd
id
↑ψd
xσf xad x'd
E'q x'd
= =
xad xf
xσa
ψf
= σf
xad xσf
+ xσf xad xσf + xad

三相同步发电机的突然短路实验

三相同步发电机的突然短路实验一、实验目的1、掌握超导体闭合回路磁链守恒原则。

2、熟悉三相突然短路的物理分析，短路电流及时间常数的计算。

3、了解瞬变电抗和超瞬变电抗及其测定方法。

4、观察三相同步发电机在空载状态下突然短路时定子绕组以及励磁绕组通过的瞬间电流波形。

二、预习要点1、三相同步电机突然短路的数学分析三、实验项目1、观察突然短路时定子绕组以及励磁绕组的瞬间电流。

四、实验方法2、控制屏上挂件顺序D523、观察三相同步发电机突然短路瞬间的电流波形（1）、按照图5-9接线，其中校正直流测功机的励磁电阻R f1选用R1上的900Ω加900Ω共1800Ω阻值，限流电阻选用R2上的90Ω串联90Ω共180Ω阻值。

电阻R选用R 上的650Ω并联650Ω共325Ω阻值，再调到5Ω。

R f2选用R3上900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。

交流电流表选用MET01上的数模双显智能交流电流表，开关S选用D52上的交流接触器。

同步机的励磁电源选用D52上提供的电源。

启动之前电阻R1调至最大位置，R f1调至最小位置，电阻R f2调至最大位置。

开关S处于断开状态。

（2）、先接通校正直流测功机的励磁电源，然后接通电枢电源，同时使电机的转向符合正转要求。

升高电枢电压至220V，将启动电阻R1调至最小位置使校正直流测功机在额定电压下运行，再调节励磁电阻R f1使其转速达到同步转速1500r/min。

（3）、然后调节同步电机的励磁电流使同步电机输出电压等于额定电压110V。

在表5-19中记录此时电机的转速、电压、定子电流、励磁电流以及校正直流测功机的电枢电流。

图5-9 三相同步发电机突然短路实验接线图（5）、按下D52上的停止按钮使三相同步发电机开路。

将示波器的探头接至励磁绕组所串联电阻R f2两端，按步骤（4）所述方法用数字式记忆示波器摄录短路瞬间三相同步发电机的励磁电流的波形，并在图5-10中画出突然短路瞬间励磁电流的波形。

发电机突然短路

二、突然短路时电机内部物理现象的特点
1. 稳态短路时，电枢电流是恒定的，相应的电枢磁动
势是一个以同步速旋转的恒幅旋转磁场，因而不会
在转子绕组中感应电动势，产生电流，从电流关系来看，相当于变压器的开路状态。 2. 突然短路时，电枢电流的大小是变化的，相应的电枢磁场的幅值是变化的，因而定、转子之间变压器
t d''
( I I m )e
' m
' t d
I k sin t

1 1 t d'' 1 1 t d' 1 2 E0 ( '' ' )e ( ' )e sin t Xd Xd Xd Xd Xd
短路初瞬，定子电流中的直流分量与短路时的磁链有关（保持短路后磁链守恒）。如短路时短路绕组与交轴重合，则磁链ψ0＝０如短路绕组与直轴重合，则磁链ψ0＝ψmax 如果衰减很缓慢，则在0．01s(半个周波)以后，最高冲击电流达到周期性电流的起始振幅的2倍。
电流的衰减
定子的周期性分量和转子中的非周期分量相对应，
定子的非周期分量和转子的周期分量相对应，由于绕组
中的电阻的存在，定子、转子绕组中的电流都要衰减，
其中非周期分量是主动的，而周期性分量是随动的。
突然短路的影响
一、突然短路对同步电机的影响：
（1）冲击电流的电磁力作用：
（2）突然短路时的电磁转矩（3）发热现象二、突然短路对电力系统的影响： 1）破坏电力系统运行的稳定性
同步发电机三相突然短路
一、突然短路的特点
1. 稳态短路时，由于同步电抗较大，因而其稳态短路电流并不大，而突然短路时，由于限制其电流的超瞬变电抗很小，而且含有直流分量，因而突然短路电流很大，其峰值可以达到额定电流的十多倍。 2. 随着这一冲击电流的出现，电机的绕组将受到很大的冲击电磁力的作用，可能使绕组变形，甚至绕组的绝缘受损。 3. 突然短路过程中，电机受到强大的短路转矩的作用，可有发生振动。 4. 电机的定转子绕组出现过电压现象

同步发电机空载下突然三相短路,下列说法正确

同步发电机空载下突然三相短路，下列说法正确在同步发电机的运行中，如果发生空载情况下突然三相短路，将会对发电机和整个电网系统产生重大影响。

在这种情况下，有一些关于这一现象的说法是正确的，接下来我将详细解释。

1. 短路电流增大在同步发电机空载下突然三相短路的情况下，短路电流将会急剧增加。

原本在正常运行时，同步发电机的电流是由励磁电流和定子电流组成的，而当发生三相短路时，励磁电流会急剧增加，这导致了短路电流的增大。

2. 发电机转子受力增大在三相短路情况下，发电机的转子会受到巨大的电磁力作用，由于短路电流增大，导致了转子受力增大，这可能会导致转子变形甚至损坏。

3. 系统电压波动三相短路会导致电网系统的电压波动，因为短路电流的急剧增大会导致系统电压的波动，可能会对系统中的其他设备和元件造成影响。

4. 电网故障扩大当同步发电机空载下发生三相短路时，如果故障不及时得到处理，可能会导致故障扩大，影响到周围的设备和电网的正常运行。

以上说法都是关于同步发电机空载下突然三相短路后的影响的正确描述。

在这种情况下，需要及时采取措施，限制短路电流，保护发电机和电网系统的正常运行。

对于电网系统的稳定性和安全性也提出了更高的要求。

同步发电机在运行过程中可能会遇到各种突发情况，因此对于发电机的维护和保养以及对电网系统的监测和控制都显得尤为重要。

希望通过这篇文章的介绍，能让大家对同步发电机空载下突然三相短路有一个更深入的理解。

在同步发电机的运行中，空载下突然三相短路是一种相当严重的故障情况。

这种情况不仅会对发电机本身产生影响，同时也会对整个电网系统造成重大影响。

对于这种情况的处理和应对显得十分重要。

我们需要了解短路电流增大对同步发电机和电网系统的影响。

在发生三相短路的情况下，短路电流会急剧增加。

这种情况下，发电机会受到很大的电磁力作用，转子可能会因为受到过大的力而导致损坏。

如果短路电流不能得到及时控制，可能会对发电机和电网系统的安全运行造成严重威胁。

同步发电机三相突然短路的定性分析

爆晓机
（ＰＯＩＮＰＯＦＥＥＴＩＭＣＩＥＥＬＳ —ＲＯＬＣＲＣＡＨＮ）ＸＯ
第７１第期４２（１卷２５期）０年６总８
同步发电机三相突然短路的定性分析
程小华
（南理工大学电力学院，东广州５０４）华广１６０
ＱａｉｔｅＡｎｌｓｎＴｒｅＰａｅＳｄｅｌ・ｐｉｈｒｉｕｔｕｌａｉａｙｉｏｈｅ－ｈｓｕｄｎｙＡｐｌｄＳｏｔＣｒｉｔｖｓ－ｅｃ
ｏｙｈｒｎｕｓＧｅｒｔｒｆＳｎｃｏｏｎｅａｏ
ｆｔｅｇａｈｒ．
ＫｅｒｓＳｎｈｏｏｓｇｎｒｔｒｔｒｅｐａｅｓｄｅｌ－ｐｌｄｓｏｔｃｒｕｔｐｙｉａｙｗｏｄｙｃｒｎｕｅｅａｏ；ｈｅ — ｈｓｕｄｎｙａｐｉｈｒｉｃｉ；ｈｓｃｌｅｒｌｔｏｓｉｅａｉｎｈｐ
ｐｒｏｉｎｔｂｅｄｃｙｂｅｖｅｐｉｔｒｒｐｓｄ，ａｄ７ｃｎｉｅｋｙｒｓ”ｐｒｏｉｅｉｄｃａｄｓａｌｅａａｌｉｗｏｎｓａｅｐｏｏｅｎｏｃｓｅｗｏｄｅｉｄｃ，ｂｓａ—
ｉｃ，ｓｃｎｅｏｄ，ｎｎｅｉｄｃ，ｓａｌｏｐｒｏｉｔｂｅ，ｔａｓｅｔａｄｓｐｒｔａｓｅｔａｅｓｍｍａｉｅｒｎｉｎｎｕｅ・ｒｎｉｎ ” ｒｕｒｚｄ．Ａｓｔｕｅｔｏｃｒｎｒｌｔｏｓｉｅａｉｎｈｐ，ｔｕｒｎｅａｉｎｈｐｆｆｔｅ —ｏｎａｈｒｓｎｇａｄｏｒｒｐｓｄｂｉｗｏｃｒｅｔｒｌｔｏｓｉｓｏａｈｒｓｎａｄｆｔｅ —ｏ — ｒｎｓｎａｅｐｏｏｅｙｄ－ｖｄｎｒｄｔｎｌｉｄｃｉｎａｔｎｉｔｕｃｉｎａｄｅｔａｃｎｃｉｎ．Ａｓｔｕｒｎｅａｉｉｇｔａｉｉａｎｕｔｃｉｎｏｃｔａｔｏｎｎｒｎｉｇａｔｏｏｏｏｏｃｒｅｔｄｃｙ，ｔｅｌｗｓｓｍｍａｉｅｈｔｃｒｅｔｎｏｅｆｍｉｙｈｖｈａｅａｉｇｔｍｅｃｎｔｎｓｔｅｈａｉｕｒｚｄｔａｕｒｎｓｉｎａｌａｅｔｅｓｍｅｄｃｙｎｉｏｓａｔａｈ

电力系统故障分析第二章同步发电机三相突然短路分析教案

：
i f a 、 i fω 、i f [ 0 ] 分别为励磁绕组中衰减的基频周期分量、衰减的非周期分量、励磁电流的初值。
由图示励磁电流的波形可见：励磁电流中包含衰减的基频周期分量和非周期分量和稳恒的直流分量。衰减的基频周期分量和非周期分量称为自由分量，稳恒的直流分量称为强制分量，他们之和就是励磁电流，当自由分量衰减完毕，励磁电流同样与强制分量相同
维持磁链初值
一种是倍频电流。（空间上相对运动）
不变
定子基频电流
转子直流电流
定子直流电流
定子倍频电流
正转磁场转子基频电流
反转磁场
定子直流电流定子倍频电流
谢谢
电力系统故障分析第二章同步发电机三相突然短路分析教案
发电机机端突然发生三相短路时，发电机a 相定子绕组的电流如图所示：
图中，i 、i 2 ω 、i a p 分别为定子绕组中稳恒基频周期分量与衰减基频周期分量之和、衰减的倍频周期分量、衰减的非周期分量。
定子电流中包含稳恒的基频周期分量和衰减的基频及倍频周期分量；衰减的非周期分量。将衰减的基频、倍频周期分量和衰减的非周期分量称为自由分量，将稳恒的基频周期分量称为强制分量，强制分量和自由分量之和为定子电流，当自由分量衰减完毕，短路进入稳态，定子电流与强制分量相同。
第二节同步发电机三相突然短路的分析
一、发电机突然短路暂态过程的特点
稳态对称运行时，不会在转子绕组中感应电流。
突然短路时，定子电流急剧增加，在转子中感应电流，转子电流又又影响定子电流，而产生定子电流和转子电流（励磁电流）的变化。
二、无阻尼绕组同步发电机三相突然短路的分析
空载下，发电机定子绕组在t=0时刻突然短路时，有