1、第二十章 同步发电机不对称运行,不对称,为什么会不对称？,知识点： 对称分量法 相序阻抗概念及测定方法 同步发电机不对称短路（不对称运行的实例 ） 了解单相同步发电机概念（不对称运行的实例）,第二十章 同步发电机不对称运行,原因： 负载不对称；电机不对称。 后果： 损耗大、局部易发热（磁极发热）？ 影响供电质量 其它用电设备性能恶化,例：三相发电机，原对称空载运行，现A相带容性负载， B相带阻性负载，C相带感性负载，求输出电流。,（容性）,（阻性）,（感性）,20-1对称分量法将一组不对称电压（或电流）分解成为三组对称的分量：正序分量（右上标 +）负序分量（右上标 ） 零序分量（右上标 0）,
2、意义？,脉振磁势的分解：,1、正序（又称顺序）分量：,幅值相等、相位上顺相序相差120,矢量算子： 相位超前120,特点：三相正序电流建立正向旋转磁场！,2、负序（又称逆序）分量,幅值相等、相位上逆相序相差120,特点：三相负序电流建立反向旋转磁场！,3、零序分量,幅值相等、相位相同,特点：三相零序电流合成磁势为零！,？,正序分量,负序分量,零序分量,合成,分 解,不对称系统！,一、不对称系统与相序对称分量,9,分解,合成,对称分量法的实施步骤,分 解,合 成,不对称 系统,不对称量,10,11,各相序分量：,二、各相序分量的电压平衡式,12,各相序分量的电压平衡式：,转子正转、励磁电流恒定,
3、以隐极电机为例,端电压,励磁电压,电枢每相阻抗,13,各相序分量的等值电路：,14,例20-1,=,+,+,15,例20-1,见图203,16,说明： 电压不对称程度取决负载不对称度、相序阻抗大小 负序影响大于零序 负序电流产生反向旋转磁场，造成显著损耗。 负序电流是负载不平衡的标志 三相零序电流合成磁势为零。 无中线时，则无零序分量,=0,复数的形式：,（指数式）,（三角式）,（极坐标式）,复数运算,熟记!,加减运算：,设,则,乘法运算：,设,则,除法运算：,设,A = a + jb,（代数式）,则,20-2相序阻抗及其测定,18,一、正序阻抗1. 正序电抗2. 正序电阻,二、负序阻抗1.
4、负序电抗2. 负序电阻,三、零序阻抗1. 零序电抗2. 零序电阻,20-2相序阻抗及其测定,19,一、正序阻抗：（对应正转磁场）,r+：电枢相绕组电阻ra x+：电枢相绕组的同步电抗,二、负序阻抗：（对应反转磁场）,如果分析不对称短路，则正序电流基本上是直轴电流，即x+xd,负序阻抗不等于正序阻抗！,20,Wf,WD,负序磁场，相对于转子以二倍同步速旋转，在转子的阻尼绕组和励磁绕组中感应二倍频率的电势和电流。 类同于变压器短路时的次级绕组。,转子同步正转；励磁绕组短路；电枢绕组负序电压,1. 负序电抗,21,x ：电枢绕组漏抗 xad : 直轴电枢反应电抗 xf : 折合到电枢绕组的励磁绕组漏
5、抗 xD : 折合到电枢绕组的直轴阻尼绕组漏抗直轴负序电抗：,（1）当反转磁场处于直轴方位瞬间,小！,（2）当反转磁场处于交轴方位瞬间,22,x：电枢绕组漏抗 xaq: 交轴电枢反应电抗 xQ: 折合到电枢绕组的交 轴阻尼绕组漏抗 交轴负序电抗：,负序电抗：,2. 负序电阻：,3. 负序运行试验,负序阻抗越小，承受不对称负载的能力越强！,转子损耗折合到定子电枢绕组的等值电阻,励磁绕组短路；转子由原动机拖动同步速正转； 电枢绕组通入负序电流,？,4、阻尼绕组,对正序阻抗影响吗？,阻尼绕组对电枢负序电流相当于变压器短路的次级绕组。 当理想短路时，次级绕组电流具有全去磁作用（抵消负序的反转磁场）。
6、阻尼绕组的漏抗和电阻越小，阻尼负序磁场的效果越好。 有利于提高不平衡负载能力,有利于减小负序磁场引起的附加损耗、附加电磁力以及振动和噪声 发电机稳定性和瞬变过程的快速性。,三、零序阻抗,1、零序电抗零序电流只产生漏磁场，不产生气隙基波磁场,短距绕组：,整距绕组：,2、零序电阻,3、零序阻抗的测试,26,电抗：,电阻：,20-3同步发电机不对称短路,27,一、线线短路分析：,现象：,分析：,相序电压平衡式：,相电压：,29,短路电流：,相序电压平衡式：,30,相电压：,矢量图：,90+电感角,负序阻抗测试：,31,U、IK、P,二、单相短路分析,32,依据,分析,相序电压平衡式：,33,相电压：
7、,短路电流：,相电压：,34,矢量图,不对称短路分析思路,目的？,寻求非短路相输出电压U与短路电流IK 之间的关系。,推导过程：,三相电压、电流已知条件,电流相序分量,相序电压平衡式,三相输出电压与短路电流、相序阻抗的关系,短路电流IK与空载感应电势EA的关系,三、三种短路试验的比较,36,单相,双相,三相,20-4单相同步发电机的特点,37,一、单相同步发电机电枢反应特点：,1. 电枢磁势：基波频率脉振磁势正转电枢磁势：反转电枢磁势：相对磁极两倍同步速旋转,在转子阻尼绕组、励磁绕组产生两倍电源频率电势,38,2. 转子阻尼绕组、励磁绕组：两倍基波频率脉振磁势 正转转子绕组磁势：相对磁极两倍同步速旋转相对电枢三倍同步速旋转在电枢绕组产生三倍电源频率电势 反转转子绕组磁势：相对磁极两倍同步速旋转相对电枢一倍同步速旋转在电枢绕组中：产生奇数次谐波电势在转子绕组中：产生偶数次谐波电势,小 结,不对称运行特点及影响 对称分量法及其分析方法(分解、运算、合成) 相序阻抗的概念及测定（阻尼绕组的作用） 三种短路运行的特点及应用 单相同步发电机的特点,39,
