电力系统暂态分析—电力系统电磁暂态过程

Td Tf xd / xd 5 0.3 1.5 (s)
Ta
2xd xq
2fr(xd
xq )
100
2 0.3 0.6 0.005 (0.3 0.6)
0.254
( s)
ia
1 0.3
1e1.5t 1
1 cos(100t
0 )
1 2
(1 0.3
1
t
)e 0.254
0.6
cos0
1 2
(
1 0.3
Ed Ud Iq xq 0.3613 0.6022 0.31 0.1746 E U jId xd 131.79 j1 0.21 1.1249 40.92
Ed2 Eq2 0.17462 1.10052 1.1143
E Ed2 Eq2
电力系统电磁暂态过程
电力系统电磁暂态过程
求发电机 EQ , Iq , Eq
解：设 I 10
arccos 0.85 31.79
U 131.79
EQ U jIxq 131.78 j0.51 1.33350.38 Iq 1cos50.38 0.6377 Id 1 sin 50.38 0.7703
Eq EQ Id (xd xq ) 1.333 0.7703 (0.8 0.3) 1.5641
解： Td Tf xd / xd 5 0.3 1.5 (s)
Td
1 8
Td
1 8
1.5
0.19
( s)
Ta
2 xd xq
2fr(xd
xq)
0.134
( s)
电力系统电磁暂态过程
▪ 例2 已知一台同步发电机的参数为
xd
1.0, xq
0.6, xd
0.3, r 0.005,Tf
5s, xd
短路前运行方式同（1） （3）发电机端口发生三相短路，短路前为额定负
载，功率因数为0.85。
▪ 例1 已知一台同步发电机不计阻尼绕组的参数为
xd 1.0, xq 0.6, xd 0.3, r 0.005,Tf 5s
（1）发电机空载，发生机端三相短路，短路前机 端电压为额定电压；
解：Eq 0 1
电力系统电磁暂态过程
▪ 例4 已知发电机运行在额定电压和电流下
xd 0.3, xq 0.6, xd 0.21, xq 0.31, r 0, cos 0.85
求发电机电势 Eq , Eq, Ed, E
解：设 I 10
arccos 0.85 31.79
U 131.79
EQ U jIxq 131.79 j0.61 1.41252.97 Iq 1cos52.97 0.6022 Id 1 sin 52.97 0.7983 Uq 1cos21.18 0.9324 Ud 1 sin 21.18 0.3613
▪ 例5 不计阻尼绕组时，定子直流电流分量、励磁 绕组基频交流分量按照什么时间常数衰减？励磁 绕组直流分量、定子基频交流分量按照什么时间 常数衰减？
电力系统电磁暂态过程
▪ 例6 派克变换的作用是什么？派克变换矩阵中的 θ角是什么含义？
电力系统电磁暂态过程
▪ 例7 什么是强行励磁？它对短路短路电流带来什 么影响？
1 )e 0.6
t 0.254
c
os(200t
0
)
t
t
ia (2.33e1.5 1) cos(100t 0 ) 2.5e0.254 cos0
t
0.83e0.254 cos(200t 0 )
（3）发电机端口发生三相短路，短路前为额定负 载，功率因数为0.85。
解：
ia
10.1.37
1.73 e1.5t 1
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电力系统电磁暂态过程
▪ 例2 已知一台同步发电机的参数为
xd
1.0, xq
0.6, xd
0.3, r 0.005,Tf
5s, xd
xq
0.21,Td
1 8
Td
试计算发电机空载，端电压为额定电压，突然
发生机端三相短路，且θ 0=0情况下，t=0.01s时
a相短路电流瞬时值，并与不计阻尼时比较。
解：t=0.01s时
ia (0.1357 2.315 1) 4.416 9.09
不计阻尼时
t
t
ia (2.33e1.5 1) cos(100t) 2.5e0.254
3.315 2.413 5.73
电力系统电磁暂态过程
▪ 例3 已知发电机运行在额定电压和电流下
xd 0.8, xq 0.5, r 0, cos 0.85
xq
0.21,Td
1 8
Td
试计算发电机空载，端电压为额定电压，突然
发生机端三相短路，且θ 0=0情况下，t=0.01s时
a相短路电流瞬时值，并与不计阻尼时比较。
解：
ia
1 0.21
1
e
t 0.19
0.3
1 0.3
1e1.5t 1
1 cos(100t)
1
t
e 0.134
0.21
t
t
t
ia (1.43e0.19 2.33e1.5 1) cos(100t) 4.76e 0.134
Eq U q Id xd 0.9324 0.7983 0.3 1.1719
电力系统电磁暂态过程
▪ 例4 已知发电机运行在额定电压和电流下
xd 0.3, xq 0.6, xd 0.21, xq 0.31, r 0, cos 0.85
求发电机电势 Eq , Eq, Ed, E 解： Eq Uq Id xd 0.9324 0.7983 0.21 1.1005
电力系统暂态分析
电力系统电磁暂态过程
▪ 例1 已知一台同步发电机不计阻尼绕组的参数为
xd 1.0, xq 0.6, xd 0.3, r 0.005,Tf 5s
试计算下列情况的短路电流表达式 （1）发电机空载，发生机端三相短路，短路前机
端电压为额定电压； （2）距离发电机端x=0.9,r=0.085处发生三相短路，
1.73 cos(100t
0)
1 2
(1 0.3
1
t
)e 0.254
0.6
c os (21
0 )
1 2
(
1 0.3
1 0.6
)e
t 0.254
c
os(200t
21
0
)
t
t
ia (2.17e1.5 1.73) cos(100t 0 ) 2.5e0.254 cos(21 0 )
t
0.83e0.254 cos(200t 21 0 )
电力系统电磁暂态过程
▪ 例2 已知一台同步发电机的参数为
xd
1.0, xq
0.6, xd
0.3, r 0.005,Tf
5s, xd
xq
0.21,Td
1 8
Td
试计算发电机空载，端电压为额定电压，突然
发生机端三相短路，且θ 0=0情况下，t=0.01s时
a相短路电流瞬时值，并与不计阻尼时比较。
电力系统电磁暂态过程
▪ 例8 同步发电机三相短路与无限大电源三相短路 有何异同？
电力系统电磁暂态过程
▪ 例9 发电机直轴同步电抗、暂态电抗、次暂态电 抗的大小关系是什么？为什么？
电力系统电磁暂态过程
▪ 例10 不计阻尼绕组，励磁绕组在定子开路下的 时间常数和励磁绕组在定子短路下的时间常数如 何计算？定子绕组时间常数如何计算？