电力系统暂态分析2ppt.pptx

2008.3
重庆大学电气工程学院
同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
• 对于凸极机，定子绕组自感系数、定子绕组间互 感系数为转子位置的函数
• 无论凸极机还是隐极机，转子绕组与定子绕组间 互感系数为转子位置的函数
• 转子位置为时间的函数
• 发电机电压方程是一组变系数微分方程
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对于隐极机而言，xq xd则发电机的电压方程为
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..
U r I - jxd I E q
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
同步发电机稳态运行
Biblioteka Baidu对于凸极机而言：
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Eq U r I jxq I j(xd xq ) Id
.
.
EQ j(xd xq ) Id
• 定子流出正电流
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同步发电机的基本方程、参数和等
值电路
定子回路电压方程
ua
raia
d a
dt
同理
ub
rb ib
db
dt
uc
rcic
d c
dt
设ra rb rc r
ua r
ub
0
uc 0
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0 r 0
0 0 r
ia ib ic
.a ..bc
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同步发电机的基本方程、参数和等
值电路
不计阻尼绕组的基本方程的拉式运算形式
U d ( p) rId ( p) ( p d( p) d 0 ) q( p)
U q ( p) rIq ( p) ( p q( p) q0 ) d( p)
d( p) G( p)(U f ( p) f 0 ) X d ( p)Id ( p)
同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
参数意义
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
Park变换后的电压方程
ud r
uq
uu0f
0
0
r
r
rf
rD
rQ
id iq
i
i0
f
iD
iQ
.d
.q
..0
.
f
.D
同步发电机稳态运行
d xd id xad i f q xqiq f xad id x f i f
ud rid q rid xqiq uq riq d riq xd id xad i f
ud rid xqiq uq riq xd id Eq 其中Eq xad i f 为空载电势
同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
• 同步发电机的绕组图
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
• 6绕组模型，定子abc三相绕组，励磁绕组ff，d轴
阻尼绕组DD，q轴阻尼绕组QQ
• 定子各相绕组轴线的正方向为各相绕组的磁链正 方向
• 定子正电流产生负磁链，转子正电流产生正磁链
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
• 励磁回路电压方程
uf
rf if
d f
dt
• 阻尼回路电压方程
uD
rDiD
dD
dt
0
uQ
rQiQ
dQ
dt
0
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
发电机回路电压方程
ua r
ub
r
ia
电力系统暂态分析
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同步发电机突然三相短路分析
• 同步发电机的基本方程、参数和等值电路 • 同步发电机突然三相短路电流 • 同步发电机突然三相短路的物理过程
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
• 同步发电机的简化电路图
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同步发电机稳态运行
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U ud juq r(id jiq ) xqiq jxdid jEq
.
.
.
.
r I jxq I q jxd I d Eq
..
.
其中: I d , I q 为I 在d轴和q轴上的分量
.
Eq 为空载电势向量。沿q轴方向
b
M
ba
Lbb
M bc M bf
M bD
M
bQ
ib
cf
M M
ca fa
M cb M fb
Lcc M fc
M cf L ff
M cD M fD
M M
cQ fQ
*
i
ic
f
D
M
Da
M Db
M Dc
M Df
LDD
M
DQ
iD
Q MQa MQb MQc MQf MQD LQQ iQ
同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
• Park变换
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Park变换后的磁链方程
Ld
0
0 maf maD 0
d
q
0 0
0 f
D
ib
.a
..b
uucf
0
0
r rf
rD
rQ
i
ic
f
iD
iQ
c
.
.
f
.D
Q
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发电机绕组的磁链方程
a Laa M ab M ac M af M aD M aQ ia
3
2 3
2
maf maD
Lq 0 0
0
00 L0 0 0 Lf
0 mr
0 0
maQ
0
id
iq
mr
0
*
i
i0
f
LD
0
iD
Q
0
3 2 maQ 0 0
0
LQ
iQ
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
取标幺值的磁链方程
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(1 s)q (1 s)
0
0
0
0
d
Q
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
同步发电机稳态运行
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
.
.
.
其中EQ U r I jxq为虚构电势
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
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同步发电机的基本方程、参数和等 值电路
同步发电机稳态运行等值电路
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同步发电机稳态运行等值电路