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同步发电机的直轴瞬态电抗

文章出处:康明斯发电机 来源:www.fdjhs.cn 人气: 发表时间:2021-04-04

同步发电机的直轴瞬态电抗

发电机直轴瞬态电抗:前已分析,三相稳态短路时,端电压U等于零,电枢反应为纯去磁作用。如不计电枢电阻和漏磁通的影响,由定子电流所产生的电枢反应磁通与由转子电流所产生的磁通,大小相等,方向相反。直流激磁电流所激励的转子磁通,为电枢反应磁通,和分别为定子绕组和转子绕组的漏磁通。稳态短路时,电枢反应磁通将穿过转子铁芯而闭合,所遇到的磁阻较小,定子电流所遇到的电抗便为数值较大的同步电抗Xd,这已是大家所熟知的三相突然短路初瞬时的情形。为了简单起见,设发生短路前发电机为空载,故转子绕组只键链磁通和。短路发生瞬间,按照磁链不能突变的原则,转子绕组所键链的磁通不能突变,大家可以根据上节的分析来理解,即短路瞬间,转子中产生了一个磁化方向与电枢磁场相反的感应电流,该电流产生的磁通恰巧抵消了要穿过转子绕组的电枢反应磁通;于是保持了转子绕组所键链的磁通“守恒”。大家也可以换一种分析方法来理解,即在短路初瞬,由于磁链不变原则,短路电流所产生的电枢反应磁通不能通过转子铁芯去键链转子绕组,而是被挤到转子绕组外侧的漏磁路中去了。定子短路电流所产生的磁通所经路线的磁阻变大,这就意味着,此时限制电枢电流的电抗变小,使突然短路初瞬有较大的短路电流。这个限制电枢电流的电抗称为直轴瞬态电抗或直轴暂态电抗,用表示,可见远较为小。

由于转子绕组有电阻,上述感应电流将因电阻的阻尼作用而衰减消失,然后电枢磁通便将穿过转子铁芯,由于转子绕组有电阻,使突然短路时较大的冲击电流逐渐减小,最后短路电流为xd所限制。这时电机已从突然短路状态过渡到稳定短路状态。短路电流的衰减按时间常数衰减。需要指出的是:电枢反应磁通是由三相交流电共同激励产生,但为图形表达清晰起见,图中的定子绕组仅画了一相,不能误解为仅一相有短路电流,也不应误解为某一相所产生;同样为了表达清晰简洁,图中的磁通只画出半边,实际上两边是对称的。

 

直轴超瞬态电抗:当转子上装有阻尼绕组时,则因阻尼绕组也为闭合回路,它的磁链也不能突然改变。同理,在短路初瞬,电枢磁通将被排挤在阻尼绕组以外。也就是说,电枢磁通将依次经过空气隙、阻尼绕组旁的漏磁路和激磁绕组旁的漏磁路这时磁路的磁阻更大了,与之相应的电抗将有更小的数值。称为直轴超瞬态电抗或直轴次暂态电抗。

在短路初瞬,定子绕组中的短路电流将为所限制,由于阻尼绕组中的感应电流衰减得较快,故在最初几个周波以后,电枢磁通即可穿过阻尼绕组而取得的的路线。这时定子电流将为所限制。最后达到稳态值时,定子电流便为所限制。当同步发电机装有阻尼绕组时,电枢磁通在短路初瞬所经的路线如图1-14所示。设代表空气隙的磁导,代表阻尼绕组旁的漏磁路的磁导,代表激磁绕组旁的漏磁路的磁导,则得该磁路的总磁导。

 

—直轴电枢反应电抗;

——激磁绕组的漏抗;

——阻尼绕组在直轴的漏抗。

由此可得直轴超瞬态电抗的等效电路。如在转子上没有阻尼绕组或者是当阻尼绕组中的感应电流衰减完毕,电枢反应磁通可以穿过阻尼绕组。


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