同步发电机短路电流的计算和仿真
同步发电机突然三相短路分析-第二讲资料
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
同步发电机发生三相短路电流分析1
发电机简介
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件
组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接 组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力 线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引 出，接在回路中，便产生电流。
汽轮发电机是与汽轮机配套的发电机 。其转 速通常为3000转/分（频率为50赫）或3600转/分 （频率为60赫）。高速汽轮发电机为了减少因离 心力而产生的机械应力以及降低风磨耗，转子直 径一般较小，长度较大（即细长转子）。这种细 长转子使大型高速汽轮发电机的转子尺寸受到限 制。20世纪70年代以后，汽轮发电机的最大容量 达130～150万千瓦。
主磁通交链三相磁链的表达 ψb |0 |=ψ0 cos(θ0-120°)
式为：Βιβλιοθήκη ψa0=ψ0cos(θ0+ω0t)
ψc |0|=ψ0cos(θ0+120°)
ψb0=ψ0 cos(θ0+ω0t-120°)
ψc0=ψ0cos(θ0+ω0t+120°)
三相短路电流的磁链： ψai=ψa|0|-ψa0= ψ0cosθ0 -ψ0cos(ω0t)
事故
题 课题简介
同步发电机是电力系统中最重要和最复杂的元件，
由多个具有 电磁耦合关系的绕组构成。同步发电机三相
突然短路时，定子绕组中会产生很大的冲击电流，其峰 值可达额定电流的 10倍以上，从而将在电机内部产生很 大的电磁力和电磁转矩，如果设计和制造时未加充分考 虑，会使定子绕组端部受到损伤，或使转轴发生有害的 变形，还可以破坏电网的稳定和正常运行。因此，虽然 突然短路的瞬态过程时间很短，却受到设计和运行人员 的密切关注。了解短路后电流变化情况至关重要。
31.同步发电机的空载短路实验
一、空载特性空载特性：n =n 1，I =0时，U 0=f (i f )§10-6 空载和短路特性空载特性是发电机的基本特性之一：（1）空载特性表征了电机磁路的饱和情况；（2）空载特性和短路特性等其它特性配合在一起，可以确定同步电机的基本参数。
测取方法：ff δfU Uf 1.00*U定子短路特性：n =n 1，U =0时，I k =f (i f )测取方法：二、短路特性AAA定子fkNI 短路特性是直线的原因：k E U jI x δσ=+=f i E I δ∴∝∝ka1f k E jI x δσ=∴电机磁路处于不饱和状态0151015k x .I =E =.σδ***≈∴当时，fkI 从物理意义上解释：忽略电阻，短路回路只包含电抗，故I k 总是滞后于E 0 900。
F a 与F f 1方向相反，去磁作用，磁路不饱和。
三、利用空载特性和短路特性求同步电抗的不饱和值sk s k a k xI j x I j r I E ≈+=00s kE x I =f0E k I 注意：1）取E 0而非E 0’计算x s2）E 0、I k 为相值3）凸极机计算为直轴同步电抗x dfi 0k I 0'E 短路时电枢的电动势方程：同步电抗的不饱和值四、短路比定义：在能产生空载额定电压的励磁电流下，三相稳态短路时的短路电流与额定电流的比值（K c ）。
000()()()kN f f f N c Nfk k N I i i i U U K I i I I =====0fE kNI fkI N U N I kE fk 0k dE jI x =−000**//1/1N d c N N d N N ddE U E x E K I I x U U x k x φφφμ===⨯=不计饱和时：*/1dc xK =dkNx E I 0=当i f =i f 0时有：f δ短路比对电机的影响：1）短路比小则同步电抗大，短路电流小，但负载变化时发电机的电压变化较大，而且并联运行时发电机的稳定性较差，但电机的成本较低；*d x 2）短路比大电机性能较好，但成本高，因为短路比大表示小，故气隙大，使励磁电流和转子用铜量增大；4）我国汽轮发电机的K c =0.47-0.63，水轮发电机的K c =1.0-1.4。
电力系统短路电流计算
电力系统的短路计算 第 4 篇 附录 1
钢质海船入级规范
为计算短路电流，将运行中的各台发电机和各台电动机综合成一台等效发电机，该等效发电机馈 送的短路电流等效于各台发电机和各台电动机馈送的短路电流之和。
1.1.2.8 等效电动机 为简化短路电流的计算，将运行中除大电动机以外的各台电动机综合成一台等效电动机，该等效 电动机馈送的短路电流等效于上述各台电动机馈送的短路电流之和。 1.1.2.9 大电动机 任何额定输出功率大于 100kW，或者大于系统中最大发电机额定功率的 25% 的电动机。
电力系统的短路计算 第 4 篇 附录 1
钢质海船入级规范
（4） 时间和时间常数见表 1.1.3.2（4）。
时间和时间常数符号
表 1.1.3.2（4）
符号
名称
单位
t
以短路发生时刻为起点的持续时间
ms
tx
以短路发生时刻为起点的某一规定时间
ms
T″d、Td′ 同步发电机直轴超瞬态和瞬态短路时间常数
ms
T″d*、Td′* 等效发电机直轴超瞬态和瞬态短路时间常数
符号
E″qo E’ qo E″M Ur UrM UrT2 uK uR uX
电压符号
名称 短路发生前发电机超瞬态交轴电动势 短路发生前发电机瞬态交轴电动势 电动机超瞬态电动势 系统额定线电压 电动机额定线电压 变压器次级额定线电压 以百分比表示的变压器短路电压 以百分比表示的变压器短路电压的电阻分量 以百分比表示的变压器短路电压的电抗分量
1.2.2 同步电机馈送的短路电流计算
1.2.2.1 概述
（1） 在船舶和海上设施的电气装置中使用的同步电机，包括同步发电机、同步电动机和调相机。
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。
第三章 电力系统三项短路电流的使用计算
近似计算2：
假设条件：
所有发电机的电势为1，相角为 0，即 E 10 不计电阻、电纳、变压器非标准变比。 不计负荷（空载状态）或负荷用等值电抗表示。 短路电路连接到内阻抗为零的恒定电势源上
起始次暂态电流和冲击电流的 实用计算
没有给出系统信息
X S*
IB IS
有阻尼绕组 jxd
jxd 无阻尼绕组
E
E
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
•起始次暂态电流：短路电流周期分量（基频分量） 的初值。
•静止元件的次暂态参数与稳态参数相同。
•发电机：用次暂态电势 E 和次暂态电抗 X d
表示。
E G 0 U G 0 jX dIG 0
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
（3）短路电流使用计算步骤
较精确计算步骤
绘制电力系统等值电路图 进行潮流计算 计算发电机电势 给定短路点，对短路点进行网络简化 计算短路点电流 由短路点电流推算非短路点电流、电压。
例题
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
电力系统三相短路的实用计算
三、起始次暂态电流和冲击电流的实用计算 1. 起始次暂态电流的计算
（1）同步发电机的模型
ia
Eq xd
cos(t
0 )
Ed xq
sin(t
0 )
I cos(t 0－）
ia
Eq|0| xd
当cos(xtd
0
)xq(时Exqd|0|
Exqd|0I| )cos(x1td0E)qe|0|Ttd E(qE|0x|qd|0| ExE|dx0q|d|0|
同步发电机短路电流的计算和仿真
主要内容
作为水轮发电机突然短路温度场分析和仿真的一个子课 题，本次讲座涉及以下内容：
2
概述 大型水轮发电机的结构、损耗 突然短路概念和特征 突然短路电流分析方法和依据 空载时突然三相对称短路磁链分析 空载时突然三相对称短路电流分析 突然单相对称短路电流分析 突然两相对称短路电流分析
3
1
概
述
摘要：突然短路是同步电机的一种重要的瞬 变现象。本次讲座从分析同步电机突然短路 的工具----超导体回路磁链守恒原理全面分 析了开路时三相、两相和单相突然短路的同 步电机短路和负载突然短路时定子电流的变 化规律，并利用Matlab对短路电流和铜耗进 行了仿真。
大型水轮发电机的结构、损耗 18
冷却系统
空气冷却系统 双路径径轴向有（无）风扇系统 双路径径向无风扇系统 单路径轴向系统
氢冷却系统 水冷却系统 其他冷却系统
大型水轮发电机的结构、损耗 19
我 国 部 鲁布革（云 SF150.5分 18/6250 贵） 水 SF300天生桥一级 轮 44/12440 发 电 天生桥二级 SF220.530/9050 机 组 SF302.5岩滩 代 80/17000 表 SF200水口 产 56/11950 品 SF300技 隔河岩 44/12440 术 参 SF240五强溪 数 88/17290
电站名称
型号
容量 MVA 172 /198
转速 r/min 333.3
结构形式 台数 空冷悬式 4
投运年代 1989
333.4
245 /278 345.7 222.2/ 230 333.3 267 /280
136.4
200 145 107.1 136.4 68.2
第二章 同步发电机的数学模型及机端三相短路分析(第十六讲 三相短路分析及短路电流计算)_350507388
第二章同步发电机的数学模型及机端三相短路分析（回顾）第十六讲三相短路分析及短路电流计算1问题1、什么是发电机的超暂态过程、暂态过程？2、超暂态电抗、暂态电抗、同步电抗?大小关系？3、哪些绕组短路瞬间磁链不突变？4、短路电流计算时如何等值？5、为什么要计算0时刻短路电流？6、短路容量？23§1 三相短路电流的变化规律一、短路电流的组成定子abc 绕组短路电流有哪些成分？交流（周期）分量直流（非周期）分量直流分量交流分量dq0绕组电流6短路电流计算机分析结果（i d 、i q 、i 0）i d 交流分量＋直流分量i q 直流分量为0i 0＝0分析中关心dq0 绕组的直流分量！用标幺派克方程分析三相短路1、只需要考虑d轴方向绕组？2、d绕组直流分量衰减有什么特点？为什么？716t E′22t ′E−t t ′′′′′E E E E E−−29X adX d X f X DX qX QX aq互感为0ad qf fX E X ψ′=各电势的物理含义？磁链不突变353、假设短路前发电机为空载？，即取10=≈U E 假定各发电机内电势相角相同，且均为0，即101=°∠≈E&4、在网络方面，忽略线路对地电容，变压器的励磁回路，在高压网络中忽略电阻。
线路1/2变压器1变压器2F41作业1、比较d轴超暂态电抗、暂态电抗及同步电抗的大小并从物理上解释之。
2、一台汽轮发电机其S r =15MVA,空载额定电压U r =6.3kV，在空载额定电压下发生机端三相突然短路。
已知其参数标幺值如下：s T s T s T X X X a d d d d d162.0,84.0,105.0,86.1,192.0,117.0==′=′′==′=′′设短路瞬间θa (0)=-60°。
（1）试写出三相短路电流的表达式；（2）绘出B相及C相的电流波形；（3）最大冲击电流发生在哪一相？图－3图－442。
(仅供参考)20.同步发电机机端短路电流计算及分析
=
3
2 3
2
M M 0
f D
Lq 0 0
0 3 2MQ
0 L0 0
0
0
0 0 Lf MR 0
0 0 MR LD 0
MQ 0
− −
id iq
0
− i
i0
f
0
iD
LQ iQ
d、q、0三绕组短路
已知条件：
r， rf， rD， rQ， Ld，Lq，L0， Lf， LD， LQ， MR，Mf，MD，MQ均已知
iD iQ
(0− (0−
) )
如机端三相短 ua (t) = 0
路，励磁绕组 ub (t) = 0
励则磁电压不变。uucf
(t) (t)
=0 =u
f
(0−
)
已知条件
(t > 0)
计算求解 利用计算机计算微分方程，计算出短路后各 时刻发电机各绕组电压、电流、磁链数值。
优缺点
优点：直接简明，得出数值直接为 电机的实际电流、电压、磁链数值。
LaQ
LbQ
= =
LQa LQb
= =
−MQ −M Q
sin θa sin θ b
LcQ
=
LQc
=
−M Q
sin θ c
短路前瞬间的电流值，短路时刻转子所处位置θa(0-)
ia ib
(0− (0−
) )
短路后a、b、c、f绕组 的电压或电流接口方程
ic
i f
(0− ) (0− )
L fQ = LQf = const = 0
LDQ
=
LQD
=
const
=0
LLbaDD
短路电流计算方法
一.概述供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.二.计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.1.、主要参数Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(Ω)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2、.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量Sjz =100 MVA基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ3、无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗，百兆为一。
第三章 电力系统的短路电流计算
直流电流的初值越大，暂态过程中短路冲击电流也就越大。
直流分量的起始值大小与电源电压的初始角 α 及短路前回路 中电流值 Im 0 及 ϕ 角等有关。
出现最大的短路冲击电流的条件：
图3-3为t=0时刻A相相量图 U& mA：电源电压； I&mA 0 ：短路前的电流； I& pmA ：短路电流交流分量； 相量在时间轴t上的投影
短路前瞬间电流
短路后瞬间电流
( ) 从而 c = Im 0 sin α −ϕ 0 − I pm sin(α −ϕ )
[ ( ) ] iA = I pm sin(ωt + α −ϕ )+ Im 0 sin α −ϕ 0 − I pm sin(α −ϕ ) e−t Ta
( ) iB = I pm sin ωt + α − 1200 −ϕ
后的T/2时刻出现。
在f＝50Hz的情况下，大约 为0.01s时出现冲击电流最 大值。
iM = I pm + I pme−0.01 Ta
( ) = 1 + e−0.01 Ta I pm
= K M I pm
KM：冲击系数，表示冲击电流为短路电流交流分量幅值的倍数。
冲击系数的变化范围 1 ≤ KM ≤ 2
3.3.1 同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程
同步发电机稳态对称运行时，电枢反应磁动势的大 小固定，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。
当发电机端部突然三相短路时，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 然有其他电流自由分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。 此变化又会影响到转子，在转子绕组中感应出电流，进一 步影响定子电流的变化。
实验报告1：同步发电机三相短路仿真实验
《电力系统暂态分析》课程实验报告姓名： **** 学号： *********一、实验目的1. 学会用PSCAD软件搭建简单电力系统的仿真模型。
2. 在考虑和不考虑发电机的阻尼绕组的情况下，发电机空载运行时设置永久性的三相对称短路故障，观察短路电流的衰减变化。
3. 学会正确分析仿真结果，与教材上的相关内容进行对比，并总结规律。
二、实验内容及步骤1.在PSCAD软件中搭建如图1所示仿真模型。
图1 仿真模型示意图2.选择标准同步发电机，其参数设置如图2所示。
3.选择三相两绕组变压器，其参数设置如图3所示。
4.选择三相负荷，其参数设置如图4所示。
5.选择三相故障装置，故障类型设为A、B、C三相故障。
故障开始时间为0.2 s，故障持续时间为25s，设置如图5所示。
图2 发电机参数图3 变压器参数图4 负荷参数图5 故障控制时间6.搭建模型截图如图6所示图6 单机无穷大系统仿真模型7. 运行图6所示模型，0.2s发生三相短路，仿真时间为1s。
测量短路电压Ea，短路电流I，以及各相电流分量Ia、Ib、Ic，励磁电流If，依次截图如图7所示。
图7 短路电流和励磁电流仿真曲线回答问题：1. 图7所示，如果改变故障开始时间，分别设置为0.1s和0.8s,对于故障电压电流有没有影响，有何影响？由图可见改变故障开始时间对故障电压和电流会产生影响。
若时间过短，相关电量还未进入稳态状态便故障突变，其中对励磁电流的影响较大，励磁电流增加的更大。
2. 图7中，励磁电流的直流和交流分量的衰减与哪些因素相关？定子电流的直流和交流分量的衰减与哪些因素相关？答：励磁电流的直流分量的衰减和励磁绕组有关。
交流分量衰减和转子回路的参数有关；定子电流的直流分量的衰减和定子回路的电感有关。
交流分量衰减与转子回路参数有关。
3. 当发生AB两相短路故障时，3相电压和电流有何变化？自己设置故障并进行仿真，给出仿真图形。
可以看出C相电流在AB两相短路刚开始短路时基本不怎么发生改变，时间越长受影响越大；A、B相电压电流变化剧烈，变化幅值相同，振荡后衰减到稳态短路电流。
有阻尼同步发电机短路,短路全电流公式
有阻尼同步发电机短路，短路全电流公式阻尼同步发电机是一种常见的发电机类型，用于将机械能转化为电能。
在阻尼同步发电机工作过程中，如果发生短路故障，短路电流将会对设备和系统产生不利影响，因此需要进行相应计算。
首先，我们需要了解阻尼同步发电机的基本结构和工作原理。
阻尼同步发电机由转子和定子两部分组成。
转子部分包括转子线圈和转子铁芯，定子部分包括定子线圈和定子铁芯。
转子通过机械方式转动，定子通过电磁感应产生电流。
当发生短路时，短路电流会通过转子和定子线圈流动，产生额外的损失。
根据电路理论，我们可以利用欧姆定律和基尔霍夫电流定律来计算短路电流。
首先，我们需要确定发电机的等效电路，即将发电机简化为电阻、电抗和电容等元件的串并联组合。
然后，可以根据欧姆定律计算各元件的电流，根据基尔霍夫电流定律计算短路电流的分布。
在计算短路电流时，需要考虑以下几个因素：1. 发电机的等效电路参数：需要根据具体的发电机结构和参数确定等效电阻、电抗和电容值。
这些参数可以通过实验测试或者仿真计算得到。
2. 短路位置和类型：短路可以发生在转子或者定子的不同位置，可以是相间短路、相地短路或者相间地短路。
不同类型的短路会对短路电流的形式和大小产生不同的影响。
3. 发电机运行状态：发电机的额定功率、转速、电压等参数对于短路电流的计算也有重要影响。
一般情况下，短路电流会随着发电机功率和电压的增加而增加。
在计算短路电流时，可以采用数值计算或者仿真的方法。
一种常用的方法是有限元法，即通过将发电机结构离散成有限个单元，建立离散方程组，通过求解方程组来得到短路电流的分布。
另一种方法是瞬态解析法，即通过建立发电机的瞬态数学模型，通过求解模型的微分方程来得到短路电流的波形。
总之，短路电流的计算需要考虑发电机的结构参数、短路的类型和位置、发电机的运行状态等。
通过合理的电路等效模型和适当的数值计算方法，可以得到准确的短路电流结果，为发电机的设计和运行提供参考。
电力系统暂态分析 同步发电机突然三相短路分析_同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流近似分析
第二章 同步发电机突然三相短路分析第一节 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流近似分析一、空载情况下三相短路电流波形 实测短路电流波形分析1.短路电流包络线中心偏离时间轴，说明短路电流中含有衰减的非周期分量；2.交流分量的幅值是衰减的，说明电势或阻抗是变化的。
3.励磁回路电流也含有衰减的交流分量和非周期分量，说明定子短路过程中有一个复杂的电枢反应过程。
二 定子短路电流和转子回路短路电流 1● ax 、by 、cz 为定子三相绕组● ff’为励磁绕组● 转子铁心中的涡流（隐极机）或闭合短路环（凸极机）为阻尼绕组？8：阻尼绕组相当于异步电动机的鼠笼绕组，在同步发电机中起什么作用？2．基本物理概念● 转子以ω0的转速旋转，主磁通Φ0交链定子abc 绕组，即三相绕组的磁通如式)cos(0000t a ωθψψ+=)120cos(0000︒-+=t b ωθψψ)120cos(0000︒++=t c ωθψψ● 在t=0（短路时刻）瞬间，各绕组的磁链初值为：00cos θψψ=a)120cos(000︒-=θψψb )120cos(000︒+=θψψc●由于绕组中的磁链不突变，若忽略电阻，则磁链守恒，绕组中的磁链将保持以上值 （一）定子短路电流分析1．t=0（短路后），主磁通ψ0继续交链定子绕组，则定子回路中须感应电流以产生磁链ψa I ，使磁链守恒， 00a a ai ψψψ=+图示为2．Ψa i 是定子绕组中感应电流所产生的磁链，其中心轴偏离时间轴，则定子电流中包含基频交流i ω和直流分量i α。
3．三相绕组中的直流分量合成为一个空间静止的磁场ψa iψa0Ψa|0| -ψa0ααψLi =是空间静止的● 当转子纵轴与αψ重合时，气隙最小，则电感系数L 大，需αi小；● 当转子纵轴与αψ垂直时，气隙最大，则电感系数L 小，需αi 大；● 由于磁阻的变化周期是180°，所以非周期分量包含2倍频分量和直流分量：αωαi i i ∆+∆=2（二）励磁回路中的电流分量 1.励磁电压作用下的ff f r u i =依然存在；2.R ψ定子三相交流ωi 产生去磁的旋转磁场ΨR =-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αf i ；3.励磁绕组以同步转速切割空间静止的磁场αψ，将产生基频交流ωf i。
同步电机突然三相短路的物理分析
(
T'd
) cos(ωt + a0 ) (
Ta
E'q0 1 1 -t + + e 2 x'd xq
(
Ta
)
E'q0 1 1 -t cosa0 + e 2 x'd xq
) cos(2ωt + a0 )
Ta
i f = i f[0] +
(xd - x'd )E'q0 xad x'd
具有何种变化规律(自由电流、强制电流) ? (3) 计及电阻，确定各电流分量的衰减规律。
假设：同步电机是理想同步机——转速不变，参数用标幺值表示。
2
三、无阻尼绕组的G的f(3) 物理分析
分析方法与思路：先不计绕组电阻，磁链守恒——各绕组电流分量及初值；后计 电阻，确定各电流分量的衰减！
= ψ a ψ 0 cos(α 0 + ωt )
E′ ψ dω ψ0 q0 i dω = =cosωt = cosωt x′ x′ x′ d d d xd - x'd E'q0 xad Δi fω = i dω = - cos ω t xf x x' ad d ψ qω ψ 0 E'q0 i qω = = sinωt = sinωt xq xq xq
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?
同步发电机突然三相短路控制系统仿真
同步发电机突然三相短路控制系统仿真1引言同步发电机是电力系统中最重要和最复杂的元件，由多个具有电磁耦合关系的绕组构成。
同步发电机突然短路的暂态过程所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响，因此对同步发电机动态特性的研究历来是电力系统中的重要课题之一。
而同步电机的突然三相短路，是电力系统的最严重的故障，它是人们最为关心、研究最多的过渡过程。
虽然短路过程所经历的时间是极短的（通常约为0.1〜0.3s），但对电枢短路电流和转子电流的分析计算，却有着非常重要的意义。
为了保证发电机、变压器、断路器、互感器等的可靠运行，必须计算短路电流的最大瞬时值，为了决定继电保护装置的工作条件，需要知道短路电流的变化规律，此外，为了保证励磁系统的可靠运行以及强行励磁对短路电流的影响，需要进行励磁电流的计算。
电机动态过程的仿真一般是先建立电机的数学模型，在此基础上在编程进行仿真。
传统编程语言的编程效率不高，作动态响应曲线也不够方便快捷，而Matlab语言扩展能力强，能方便地调用C语言的已有程序，特别适用于矩阵计算，并且在数学建模、动态仿真及图形描述等方面都有其它高级语言难以比拟的优点。
2同步发电机的数学模型为了方便计算，做如下假定：①只考虑电机气隙基波磁场的作用（气隙谐波磁场只在差漏磁场中加以考虑）：②忽略齿谐波的作用；③不计磁路饱和、磁滋和涡流；④就纵轴或横轴而言，转子在结构上是对称的。
在这样的假设下，建立起来的方程是线性的。
在d-P坐标系统下，可得出以基值系统表示的三相同步电机（有阻尼绕组）的状态方程（用标幺值表示）。
2.1回路电压方程定子回路：U a = —G i a * e a =「r a i a * 9 邑=-口8 宀 a e = d，正电流dt dt产生负磁链：d屮b-U b —_r b i b e b _ _r b i b ' _ _r b i b bdt转子回路：d'-： fU f = r f i f e f = r f（负载反电势）D 绕组： d 屮U D - 0 - r D iD O D - r Dr D iD DdtQ 绕组：d 屮Q.•U Q - 0 - r Q i Q°Q - rQr Q i QQdt用分块矩阵形式简写为:U abc = _r ss i abc 书 abcUfDQ = r R R I fDQ ' tfDQ2.2磁链方程2.3运动方程=Tm其中J 转动惯量；'t 为转子的机械角速度；T m为原动机的机械转矩；T e为电 机的电磁转矩。
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。
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。
同步电机突然三相短路的仿真
第二部分是转速变化时同步电机的动态分析，包括 突加负载时同步电机的动态稳定，同步电动机牵入同 步时的动态过程等。
由于转速为未知变量的情况，电机的运动方程为一 组非线性和含有时变系数的微分方程组，通常先把运 动方程改写成状态方程的形式，然后再利用数值法和 计算机求出其数值解。数值法中最常用的是四阶龙 格——库塔法。
定子绕组中直流分量只能产生不变的定子绕组磁 势。至于这一磁势能否产生不变的磁通、磁链，需 视这一磁势作用下的磁路磁导是否能保持不变。凸 极式同步电机转子正、交轴向的磁路不对称。转子 在定子内以同步速向前转动时，上述磁势作用下的 磁路磁导就将以两倍同步角频率周期地增减，致使 定子绕组电流直流分量产生的磁通从而磁链，也将 以两倍同步角频率周期地增减。但短路后已经闭合 的定子绕组，必须服从磁链守恒定律，为满足这一 要求，上述磁势必须也以两倍同步角频率周期地增 减。而为了产生这种周期增减的磁势。定子每相绕 组电流的直流分量上，必须各叠加一以两倍同步角 频率交变的交流电流。这是一组三相对称交流电流。 它们产生的合成磁场将以两倍同步速与转子同向旋 转。正是这一磁场弥补了仅由定子绕组电流直流分 量所产生磁场的周期增减，保证了被定子“捕获” 的磁链守恒。这就是定子绕组中第二组分量——倍 频分量i21 。
突然三相短路后，定子三相绕组突然变为闭合绕 组。一经闭合，就应服从闭合绕组合成磁链不能突变 的磁链守恒定律。在短路前瞬间由励磁电流产生并匝 链定子各相绕组的磁链，就如同被“捕获”在这些绕 组之中。这三个被“捕获” 的磁链构成一个与励磁电 流产生的磁场强度相等、方向相同、但在空间不动的 定子合成磁场。其磁轴位置则与发生短路瞬间转子的 磁轴位置相重合。为维持这一空间不动的磁场，定子 绕组中应有直流电流流通。而且，由于三个相绕组 “捕获” 的磁链不相等，其中的直流电流也不相等。 它们的相对大小取决于短路瞬间转子的位置。这就是 定子绕组中第组一分量——直i 流分量 。
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4
6 4 7 4 5
1998
1992 /1998 1992 1993 1994 1994
20
我 国 部 分 水 轮 发 电 机 组 代 表 产 品 技 术 参 数
电站名称
二滩 龙羊峡 小浪底 万家寨 三峡 李家峡 葛洲坝 葛洲坝
型号
SF55042/12782
容量 MVA 612 /642
转速 r/min 142.9 125 107.1 100 75 125 62．5 62．5
本文还分析了各种相关因素如进风温度、径向通风沟风速、 绝缘材料属性、绝缘老化和线圈电流的集肤效应对定子温 度场的影响，给出了相应的温度场的分布规律。
11
2 大型水轮发电机的结构、损耗
悬式结构主要用于中 高速机组； 伞式结构主要用于中 低速大容量机组 1 2 3 4 5 6 7 8 发电机推力轴承 发电机上导轴承 发电机上机架 发电机下机架 发电机转轴 水轮机转轴 水轮机导轴承 发电机下导轴承
同步发电机突然短路电流 计算和仿真
Calculation and Simulation of the Short Circuit Current of Synchronous Generator
樊
亚
东
1
目的
通过本次讲座，希望大家了解对问题分析的一个思路；
分析一个问题所需要的基本手段；
了解内容本身。
9
国内外研究现状
2
数值计算方法
是求解温度场的常用方法，主要包括有限差分法和有 限元法等。
有限差分法不足之处是，由于采用的是直交网格，因此对 于边界形状复杂的区域和第二类边界条件及内部介质界面 的处理比较困难。
有限元法是当今科学技术发展和工程分析中获得最广泛应 用的数值计算方法，由于它的通用性和有效性，受到工程 技术界的高度重视，伴随着计算机科学和技术的快速发展， 现已成为计算机辅助工程和数值仿真的重要组成部分。
结构形式 台数
空冷半伞 空冷半伞 空冷半伞 空冷半伞 水冷半伞 空冷半伞 空冷半伞 空冷半伞 6 4 6 6 14 5
投运年代
1999 1990 1999 1998 2003~ 2005 1997 1991 1991 21
SF320—48 355．6 ／12800 SF30056/13600 SF18060/12800 SF70080/17920 SF40048/12800 SFl70—96 ／15600 SFl25—96 ／15600 333.3/ 360 200/21 0.5 777.8/ 840 444 194 143
8
国内外研究现状
等效热路法 温度场法 等效热网络法 数值计算方法
2
有限差分法 有限元法
等效热路法
利用传热学和电路理论的相似性把温度场简化为带有 集中参数的热路来进行计算，把分布的真实热源和热阻用 集中的热源和热阻代替，形成等效热路 。
等效热网络法
是应用图论原理，通过网络的拓扑结构进行热分析的 一种方法。它实质是把热路法的参数和热源进行局部分布 参数化 。
若t=0 时，突然移动 磁极，在线圈里有
d ia r 0 dt
0
超导回路的磁链守恒原理
28
超导回路的磁链守恒原理
无论外磁场交链超导体闭合回路的磁链如何变 化，回路感应电流所产生的磁链总会抵制这种 变化，使回路中的总磁链保持不变。
实际线圈总是有电阻的，由于电阻上要消耗能量，促使线圈 的电流和磁链都要发生衰减。 如果是一个孤立的线圈的话，它的衰减时间常数T=L/r，磁链 和电流都会呈指数衰减； 如果这个线圈不是孤立的，周围还有其它线圈，那么，这个 线圈的磁链，除了自身的磁链以外，还包括了其它线圈对它的 互感磁链，这时，保持这个线圈磁链不变的电流，除了自身的 电流外，还要考虑其它线圈电流。同步电机的电枢、转子励磁 线圈和阻尼绕组正好就是这种情况。
大型水轮发电机的定子结构
15
大型水轮发电机 定子线圈截面图
16
电机的损耗
铁心损耗 绕组损耗 机械损耗 铁心损耗
基本铁耗是指主磁场交变时所产生的铁心损耗， 分为磁滞损耗和涡流损耗。 附加铁耗是由于定转子开槽引起气隙磁导谐波磁 场在对方铁心中产生的损耗，在铁心表面产生的损耗 称为表面损耗，主要以涡流损耗为主。而在齿内部产 生的损耗称为脉振损耗。上述两种损耗统称为空载附 加损耗。电机带负载后，由于存在漏磁场和谐波磁场 而在铁心中产生的损耗称为负载附加铁耗。
温升对电机的影响
6
研究的目的和意义
1
我国水电资源的理论蕴藏量为 6.89亿千瓦，技术可 开发量为4.93亿千瓦，经济可开发量为3.95亿千瓦， 目前我国的水电总装机容量为0.75亿千瓦，已开发量 还不到经济可开发量的1/5，继三峡水利工程后，我 国在金沙江、澜沧江流域进行梯级电站的水电开发， 在2020年前，金沙江将开工12座电站，其中8座建成 发电。年总发电量超过2000亿度，等于两个多三峡的 发电量。澜沧江水电开发目标也初步确定，预计到 2020年，流域共规划建设15个电站，总装机容2200万 千瓦左右，年发电量约1200亿度。因此，水电工业的 发展将是一个长期开发的过程。
4 突然短路电流分析方法和依据
理论上分析突然短路电流---方法1 一般习惯从电机的基本电磁关系出发，建立其 状态方程，并通过各种坐标变换来研究电机的 瞬变过程，其计算精确性依赖于准确的电感系 数和互感系数，而在工程实际中，测量这些参 数比较困难。
27
基于超导体回路磁链守恒原理分析--方法2
超导体回路磁链守恒原 则就是指和超导体闭合回路 交链的磁链永远保持不变。 同步发电机的绕组在突 然短路时都是闭合的。电枢 绕组经过短路点闭合，励磁 绕组经过直流励磁电源闭合， 而阻尼绕组本身就是闭合的。
13
大型水轮发电机的结构、损耗
1 2 3 4 5 6 7 8 半伞式结构
发电机推力轴承 发电机上导轴承 发电机上机架 发电机下机架 发电机转轴 水轮机转轴 水轮机导轴承 发电机下导轴承 伞式结构
14
定子结构
定子部分由机座、铁心和绕组 等部件组成。 铁芯是发电机定子的一个重要 部件。它是磁路的主要组成部分， 并用于固定线圈，它由扇形冲片， 通风槽片，拉紧螺年杆，定位筋， 齿压片、拉紧螺杆及固定片等零部 件组成。扇形冲片用0.5或0.35毫 米厚的硅钢片冲制而成。 大中型水轮发电机的定子 绕组一般采用条式波绕组。
22
三峡水电站
三峡工程设计安装26台单机容量70万千瓦的发电机组，总装机容 量1820万千瓦。机组全部投产后每年可发电847亿千瓦时。
23
24
3 同步电机的突然短路概念和特征
突然短路时，同步电机有以下主要特征：
1、突然短路时，短路电流的峰值可以达到额定电流 的十多倍甚至几十倍； 2、随着短路冲击电流的出现，电机绕组端部将受到 强大的冲击电磁力的作用；
鲁布革水电站
鲁布革水电站位于南盘江支流黄泥河上，云贵界河上，为引水式水电站。主要任务为 发电。装机容量600MW，4台150MW，平均年发电量28.49亿kw· h。以220kV和110kV电压输 电线路接入云南省电力系统。工程于1982年开工，1985年底截流，1988年底第一台机发电， 1990年底建成。鲁布革水电站是我国第一个使用世界银行贷款、部分工程实行国际招标的 水电建设工程。被誉为我国水电建设对外开放的一个窗口。
大型水轮发电机的结构、损耗 18
冷却系统
空气冷却系统 双路径径轴向有（无）风扇系统 双路径径向无风扇系统 单路径轴向系统
氢冷却系统 水冷却系统 其他冷却系统
大型水轮发电机的结构、损耗 19
我 国 部 鲁布革（云 SF150.5分 18/6250 贵） 水 SF300天生桥一级 轮 44/12440 发 电 天生桥二级 SF220.530/9050 机 组 SF302.5岩滩 代 80/17000 表 SF200水口 产 56/11950 品 SF300技 隔河岩 44/12440 术 参 SF240五强溪 数 88/17290
分析短路电流的目的
5
研究的目的和意义
1
由于局部部件发热，电机中常用的铜、铝、合金 铝、银铜和钎焊材料等金属材料的强度和硬度会 逐步下降，从而引起结构部件严重变形，导致机 组振动危及电机运行安全。
正确研究和计算电机各部件温升情况，不仅可以 优化电机设计，还为今后电机高效、安全运行奠 定了坚实的基础。
4
研究的目的和意义
1
大型电机本身是一个由多种材料组合而成的组合 体，它的发热过程较复杂，因而它的温升过程也 较复杂，但在一定的容量下，各部分的温升是一 定的，温度分布也是一定的。 对电机的稳态温度场计算的目的就是核算电机中 各发热部件在稳定运行时的温升情况； 对电机的瞬态温度场计算的目的是为了核算电机 的瞬态最高温度是否超过材料所允许的限度。
7
研究的目的和意义
1
大型水电站的建设，推动了大型水轮发电机发热与 冷却技术的研究工作。目前，三峡电站的水轮发电 机单机容量己达700MW，是世界上单机容量最大的水 轮发电机之一，它的温度场的研究和分析是发电机 优化设计的重要一环。随着电机设计水平和制造工 艺的提高，大型水电站所采用水轮发电机容量有不 断提高的趋势。因此，有关水轮发电机温度场的计 算和分析作为水轮机组有待研究的几大系列问题之 一，显得越来越重要。
10
本研究所做的工作
3
本文根据大型水轮发电机结构特点（通风系统的对称性）， 通过对比和计算，把定子温度场的求解区域确定为半齿半 槽、轴向半个铁心的范围；
提出了一些基本假设及相应的边界条件，计算和确定了各 散热面的表面散热系数，计算了定子各个部分的等效导热 系数和损耗引起的发热率； 应用有限元法的通用软件——ANSYS，对大型水轮发电机定 子稳态和瞬态温度场进行了仿真计算和研究，绘制了相应 的二维和三维温度场图，得到了一些典型路径上的温度分 布曲线和一些典型点的温度变化；