TGS3601程序中发电机气隙磁势的计算和对转子电流计算的影响
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Ｘ Ｄ＝ Ｉｒ Ｆ ｒ／Ｉ Ｇ ．
（方 法 １） 方 法 ２） （
图 ２ 两种方法所计 算的气隙线示意 图
Байду номын сангаас
Ｔ Ｓ６ １程 序 输 出 的 Ｇ ３０ 值为 ：
Ａ ＧＰ ７ １ （ 匝 ） Ｔ ＝ ４８ ５ 安
Ａ、，和 Ｐ ，Ｇ
的设计
２ ２ 方法 ２ ．
在 Ｔ Ｓ ６ １ 出的最 后 部 分 ， 出 了采 用 空 载 Ｇ ３０ 输 列
Ｔ Ｓ６１ Ｇ ３０ 程序 采用 了两 种 方法 ， 程 序输 出 中有 两 使
— —
△ 为 内电势 Ｅ 时 ， ， 在定 、 转子铁 心 中磁势 降 所对 应
４ ——
Ｔ Ｓ ６ １ 序中发 电机气隙磁势 的计 算和对转子 电流计算 的影响 Ｇ ３０ 程
的转子 电流 。在 励磁 电流 ， 与 ， ， 。 向量 和 的延 长 线 上 ， 上对 应 的 △ 向量 ， 三个 向量 的和 即 为额 定 加 这 励 磁 电流 ， 。
Ｉ Ｇ ＝ＡＴＧ Ｐ ｖ Ａ／Ｎｐ
式中：
ⅣＰ ——转子绕组 匝数
２ １ ３ 确定对 应 于保梯 电抗 的 内电势 Ｅ ．．
Ｅ ＝￣ｃｓ ＋（ Ｐ ｓ ｑ ） Ｐ ／ｏ Ｘ ＋ｉ ￣ ｎＮ
Ｄ 嵋 ｔＰ ￣ －
２ １４ 在 Ａ Ａ图 中 ， 原 点 沿横 坐 标 轴量 取 ，。 ．． Ｓ 从 ， 向
＝
￣ （ Ｇ ＋ｉｏ Ｆ ， ）＋ （０ Ｆ ） ／ ，／ ｓ￣，／Ｆ ｃ ，／ Ｆ ｎ Ｋ Ｇ ｓ Ｋ
ｕ ＩＦＧ ｌＦＧ Ｉ ＦＰ ｌＦ
＝
√（Ｆ ＋／ ｓ ￣ ） ，Ｇ Ｆ ｉｏ ＋（Ｆｃｓ Ｎ ＫｎＮ Ｉ ｏ￣ ） Ｋ ｐ
其中：
Ｄ ＝１＋ Ｄ＝１＋ Ｄｉｑ ｊ ｃ ｓ Ｎ Ｘ ｓ ￣ ｘＤｏｑ ｎ Ｎ＋ ￣
转子 电流 ， 电机 的保 梯 电抗 ， 发 短路 电流 为额 定 电流时 的转子 电流 ， 以及 Ｔ Ｓ ６ ０程序 输 出的 ，， Ｇ ３４ 发 电机 空载 饱 和 特性 ， 用 Ａ Ａ 图来 计算 确定 的 ， 采 Ｓ
见图 １ 。
采 用气 隙磁 通密度 值 ， 算气 隙磁 势 。 计
Ｉ Ａ ＧＰＮ ７ １／ ６ ４ ７ ６ 安 ） ｒ Ｇ＝ ＴＡ／ ｐ＝ ４８ ５ １０＝ ６ ． （ ， Ｆ ０ （ ） Ｎ＝１４ ９ 安 ３ ２ 按 方法 ２ ．
饱 和特性 计算 值第 一 点 的斜 率 ， 得 的 发 电机 饱 和 求
值 和第 ２个 Ａ １ ７ 。 Ｇ 该 空 载额 定定 子 电压对 应 的气 隙磁 势 ４ １ 是 ７ ， Ｇ
，Ｎ＝△， Ｆ Ｆ＋， Ｄ Ｆ
＝
Ａｒ ￣（ Ｇ Ｉ ｓ ｑ ） ＋ Ｉ ｃ ｑ ） Ｉ＋ ／， ＋ Ｆ ｉ￣ （ｒ ｏ ９ Ｆ ｒｎＮ ． Ｋ ｓＮ
上式 中 ， 是 对应 于 同步 电抗 。 的定 子 内 电势
Ｅ 在气 隙线 上对 应 的励 磁 电流 ， 。 即
， ｌ ｌ ， 了 皿＝ｒＩ ＝Ｆ Ｇ Ｇ
求得 ，２ 根据发电机的空载饱和特性 第一 点的斜率求得 。因此 ， （） 对于空 载额 定定子 电压 时对应气 隙磁 势的转子电流 ， 和额定负载下励磁 电流的计算结果将有所 不同 。本文可 供发 电机设计 和试验人员 计算
参考 。 关 键 词 ：发 电 机 ； 隙 磁 势 ； 子 电流 气 转
２１ １ 空载 额定 定 子 电压对 应 的气 隙磁 势 ， ． ． 即
Ｔ Ｓ６ １程序输 出的第一 个气 隙磁 势 Ａ１ Ｇ ３０ ７ Ｇ
ＴＡ ｏ Ｐ＝２ ×ＫＧ × ＧＡ Ｐ×ＢＧ ３． ９ ／ １
式中：
Ｂ ——气隙磁通密度 Ｋ ——气隙系数 。 Ｇ —— 气隙长度
２ １２ 对应 气 隙磁势 的转 子 电流 ．．
１ 前言
个 气 隙磁势 Ａ
转 子励 磁 电流 。
２１ 方法 １ ．
。下 面分 别介绍 这两 种方 法 ， 由 并
此 推算 对应气 隙磁 势 的转 子 电流 ， 和额 定 负 载 下 的
Ｔ Ｓ６ １ Ｇ ３ ０ 程序 对在额 定 负载下 转子 励磁 电流 的 计 算 ， 根据 空载 额 定定 子 电压 时对 应 气 隙 磁 势 的 是
上 海 大 中 型 电 机
Ｔ Ｓ６ １程 序 中发 电机 气 隙磁 势 的计 算 Ｇ ３０ 和对 转 子 电流计 算 的影 响
毛一忠 ， 李立军
（ 上海 电气 电站设备 有 限公 司上海 发 电机 厂 ， 上海
摘
２０４ ） ０２０
要 ：Ｔ Ｓ６ １ Ｇ ３０ 程序对发 电机气隙磁势的计算 ， 采用 了两 种不 同的计算方法 ， １ 根据气 隙磁通 密度 （）
（ ） 为 了计 算方 法 ２的转 子 励 磁 电流 ， 先计 １ 需
采用 Ｔ Ｓ６０输 出的 发 电机 空 载 饱 和 特 性 中 ， １ Ｇ ３４ 第 点转 子 电流 ， 对 应 的 定 子 电压 Ｅ ，和 的斜 率 ， 算 计
额定 电压 时气 隙 线 上 的 转 子 电 流 ，。 相 应 的气 隙 ，和 磁势 Ａ 。
，ｒ
算对应 内电势 时的 。
有关 Ｔ Ｓ ６ １程 序 的设计 输 出数 据 ： Ｇ ３０
Ｘ Ｐ＝０． ６１ １ ｃ ｓ９＝０． ５ ｏ￣ ８ ｓｎ ￣＝０． ２ ｉｑ ５ ６８
即 ： ， 。＝，
一 ｌ
， ＝４（ ） ９８ 安
由于采 用 了计 算 的 空 载 饱 和 特 性 ， 然 第 一 虽 点 的 电压很 低 ， 是 毕 竟 在 定 、 子铁 心 内存 在 磁 但 转
图 １ Ａ Ａ图 Ｓ
量， 在其 终端 与垂 直线 向右 成 额 定 功率 因数 角
电流 向量 。
，
作 在三 相稳 态短路 特性 上对 应额定 定 子 电流 的励 磁
２ 气 隙磁 势 的计算 在确 定 空 载 额 定 定 子 电 压 的 气 隙 磁 势 时 ， ２ １５ △ 空载饱 和 特性 上 ， 应 于 内 电势 的 ．． ，为 对 励 磁 电流 Ｉ 与 气 隙 线 上 的励 磁 电 流 』 阳 之差 ； 即
（方 法 １） 方 法 ２） （
图 ２ 两种方法所计 算的气隙线示意 图
Байду номын сангаас
Ｔ Ｓ６ １程 序 输 出 的 Ｇ ３０ 值为 ：
Ａ ＧＰ ７ １ （ 匝 ） Ｔ ＝ ４８ ５ 安
Ａ、，和 Ｐ ，Ｇ
的设计
２ ２ 方法 ２ ．
在 Ｔ Ｓ ６ １ 出的最 后 部 分 ， 出 了采 用 空 载 Ｇ ３０ 输 列
Ｔ Ｓ６１ Ｇ ３０ 程序 采用 了两 种 方法 ， 程 序输 出 中有 两 使
— —
△ 为 内电势 Ｅ 时 ， ， 在定 、 转子铁 心 中磁势 降 所对 应
４ ——
Ｔ Ｓ ６ １ 序中发 电机气隙磁势 的计 算和对转子 电流计算 的影响 Ｇ ３０ 程
的转子 电流 。在 励磁 电流 ， 与 ， ， 。 向量 和 的延 长 线 上 ， 上对 应 的 △ 向量 ， 三个 向量 的和 即 为额 定 加 这 励 磁 电流 ， 。
Ｉ Ｇ ＝ＡＴＧ Ｐ ｖ Ａ／Ｎｐ
式中：
ⅣＰ ——转子绕组 匝数
２ １ ３ 确定对 应 于保梯 电抗 的 内电势 Ｅ ．．
Ｅ ＝￣ｃｓ ＋（ Ｐ ｓ ｑ ） Ｐ ／ｏ Ｘ ＋ｉ ￣ ｎＮ
Ｄ 嵋 ｔＰ ￣ －
２ １４ 在 Ａ Ａ图 中 ， 原 点 沿横 坐 标 轴量 取 ，。 ．． Ｓ 从 ， 向
＝
￣ （ Ｇ ＋ｉｏ Ｆ ， ）＋ （０ Ｆ ） ／ ，／ ｓ￣，／Ｆ ｃ ，／ Ｆ ｎ Ｋ Ｇ ｓ Ｋ
ｕ ＩＦＧ ｌＦＧ Ｉ ＦＰ ｌＦ
＝
√（Ｆ ＋／ ｓ ￣ ） ，Ｇ Ｆ ｉｏ ＋（Ｆｃｓ Ｎ ＫｎＮ Ｉ ｏ￣ ） Ｋ ｐ
其中：
Ｄ ＝１＋ Ｄ＝１＋ Ｄｉｑ ｊ ｃ ｓ Ｎ Ｘ ｓ ￣ ｘＤｏｑ ｎ Ｎ＋ ￣
转子 电流 ， 电机 的保 梯 电抗 ， 发 短路 电流 为额 定 电流时 的转子 电流 ， 以及 Ｔ Ｓ ６ ０程序 输 出的 ，， Ｇ ３４ 发 电机 空载 饱 和 特性 ， 用 Ａ Ａ 图来 计算 确定 的 ， 采 Ｓ
见图 １ 。
采 用气 隙磁 通密度 值 ， 算气 隙磁 势 。 计
Ｉ Ａ ＧＰＮ ７ １／ ６ ４ ７ ６ 安 ） ｒ Ｇ＝ ＴＡ／ ｐ＝ ４８ ５ １０＝ ６ ． （ ， Ｆ ０ （ ） Ｎ＝１４ ９ 安 ３ ２ 按 方法 ２ ．
饱 和特性 计算 值第 一 点 的斜 率 ， 得 的 发 电机 饱 和 求
值 和第 ２个 Ａ １ ７ 。 Ｇ 该 空 载额 定定 子 电压对 应 的气 隙磁 势 ４ １ 是 ７ ， Ｇ
，Ｎ＝△， Ｆ Ｆ＋， Ｄ Ｆ
＝
Ａｒ ￣（ Ｇ Ｉ ｓ ｑ ） ＋ Ｉ ｃ ｑ ） Ｉ＋ ／， ＋ Ｆ ｉ￣ （ｒ ｏ ９ Ｆ ｒｎＮ ． Ｋ ｓＮ
上式 中 ， 是 对应 于 同步 电抗 。 的定 子 内 电势
Ｅ 在气 隙线 上对 应 的励 磁 电流 ， 。 即
， ｌ ｌ ， 了 皿＝ｒＩ ＝Ｆ Ｇ Ｇ
求得 ，２ 根据发电机的空载饱和特性 第一 点的斜率求得 。因此 ， （） 对于空 载额 定定子 电压 时对应气 隙磁 势的转子电流 ， 和额定负载下励磁 电流的计算结果将有所 不同 。本文可 供发 电机设计 和试验人员 计算
参考 。 关 键 词 ：发 电 机 ； 隙 磁 势 ； 子 电流 气 转
２１ １ 空载 额定 定 子 电压对 应 的气 隙磁 势 ， ． ． 即
Ｔ Ｓ６ １程序输 出的第一 个气 隙磁 势 Ａ１ Ｇ ３０ ７ Ｇ
ＴＡ ｏ Ｐ＝２ ×ＫＧ × ＧＡ Ｐ×ＢＧ ３． ９ ／ １
式中：
Ｂ ——气隙磁通密度 Ｋ ——气隙系数 。 Ｇ —— 气隙长度
２ １２ 对应 气 隙磁势 的转 子 电流 ．．
１ 前言
个 气 隙磁势 Ａ
转 子励 磁 电流 。
２１ 方法 １ ．
。下 面分 别介绍 这两 种方 法 ， 由 并
此 推算 对应气 隙磁 势 的转 子 电流 ， 和额 定 负 载 下 的
Ｔ Ｓ６ １ Ｇ ３ ０ 程序 对在额 定 负载下 转子 励磁 电流 的 计 算 ， 根据 空载 额 定定 子 电压 时对 应 气 隙 磁 势 的 是
上 海 大 中 型 电 机
Ｔ Ｓ６ １程 序 中发 电机 气 隙磁 势 的计 算 Ｇ ３０ 和对 转 子 电流计 算 的影 响
毛一忠 ， 李立军
（ 上海 电气 电站设备 有 限公 司上海 发 电机 厂 ， 上海
摘
２０４ ） ０２０
要 ：Ｔ Ｓ６ １ Ｇ ３０ 程序对发 电机气隙磁势的计算 ， 采用 了两 种不 同的计算方法 ， １ 根据气 隙磁通 密度 （）
（ ） 为 了计 算方 法 ２的转 子 励 磁 电流 ， 先计 １ 需
采用 Ｔ Ｓ６０输 出的 发 电机 空 载 饱 和 特 性 中 ， １ Ｇ ３４ 第 点转 子 电流 ， 对 应 的 定 子 电压 Ｅ ，和 的斜 率 ， 算 计
额定 电压 时气 隙 线 上 的 转 子 电 流 ，。 相 应 的气 隙 ，和 磁势 Ａ 。
，ｒ
算对应 内电势 时的 。
有关 Ｔ Ｓ ６ １程 序 的设计 输 出数 据 ： Ｇ ３０
Ｘ Ｐ＝０． ６１ １ ｃ ｓ９＝０． ５ ｏ￣ ８ ｓｎ ￣＝０． ２ ｉｑ ５ ６８
即 ： ， 。＝，
一 ｌ
， ＝４（ ） ９８ 安
由于采 用 了计 算 的 空 载 饱 和 特 性 ， 然 第 一 虽 点 的 电压很 低 ， 是 毕 竟 在 定 、 子铁 心 内存 在 磁 但 转
图 １ Ａ Ａ图 Ｓ
量， 在其 终端 与垂 直线 向右 成 额 定 功率 因数 角
电流 向量 。
，
作 在三 相稳 态短路 特性 上对 应额定 定 子 电流 的励 磁
２ 气 隙磁 势 的计算 在确 定 空 载 额 定 定 子 电 压 的 气 隙 磁 势 时 ， ２ １５ △ 空载饱 和 特性 上 ， 应 于 内 电势 的 ．． ，为 对 励 磁 电流 Ｉ 与 气 隙 线 上 的励 磁 电 流 』 阳 之差 ； 即