下载文档原格式
同步发电机空载下突然三相短路,下列说法正确同步发电机在空载下突然发生三相短路是一种常见但严重的故障情况，这种情况不仅会导致设备的损坏，还可能造成严重的安全事故。
在处理这种故障情况时，需要及时准确地评估并采取有效的措施来解决问题。
下面我将根据你提供的主题，撰写一篇高质量的文章，深入探讨同步发电机空载下突然三相短路的相关知识和处理方法。
1. 三相短路的定义和特点三相短路是指发生在同步发电机中的三相之间导电体发生短接的现象。
这种故障会导致电流异常增大，可能造成设备的损坏和生产系统的中断。
及时准确地处理三相短路问题对于保障设备运行和人员安全非常重要。
2. 同步发电机空载下发生三相短路的原因同步发电机在空载下发生三相短路通常有以下几个原因：1) 绝缘A缺陷引起的故障；2) 同步感应器发生故障；3) 剩磁引起的故障；4) 不良的生产质量。
3. 处理同步发电机空载下发生三相短路的方法当同步发电机发生空载下三相短路时，需要立即采取有效的措施来解决问题，以防止发电机和其他设备的损坏。
处理方法包括但不限于：1) 紧急停机；2) 切断电源；3) 进行故障检修和修复；4) 加强维护和监测。
在处理故障的过程中，需要注意安全第一，避免造成二次事故和人员伤害。
总结：同步发电机空载下突然三相短路是一种严重的故障情况，需要及时准确地处理。
在日常运行中，要加强设备检修和维护，防止类似故障的发生。
对于已发生的故障，要密切关注设备运行状态，及时采取措施修复问题，确保设备和人员的安全。
个人观点和理解：对于同步发电机空载下发生三相短路这类严重故障，我们需要高度重视，建立健全的设备检修和维护体系，预防和及时处理类似故障，保障设备运行和人员安全。
希望以上内容能够满足你的需求，如果有需要进一步修改或者补充，请随时告诉我。
同步发电机在空载下突然发生三相短路是一种严重的故障情况，可能造成设备的损坏和生产系统的中断。
我们需要深入了解该问题的原因和处理方法，以便及时准确地评估并采取有效的措施来解决问题。
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。
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。
同步发电机三相短路的概念[知识文章标题：同步发电机三相短路：深入了解其概念、影响及应对措施]目录：1. 引言2. 同步发电机的工作原理3. 三相短路概念及分类4. 同步发电机三相短路的影响5. 应对同步发电机三相短路的措施6. 个人观点与总结【引言】同步发电机作为电力系统的重要组成部分，承担着将机械能转化为电能的任务。
然而，在运行过程中，同步发电机可能面临三相短路的问题。
本文将深入探讨同步发电机三相短路的概念、分类、影响及应对措施，以帮助读者全面了解该现象。
【同步发电机的工作原理】让我们简要了解一下同步发电机的工作原理。
同步发电机依靠旋转磁场与定子线圈的相互作用，将机械能转化为电能，并通过同步运行与电力系统实现能量传输。
其基本构造包括转子、定子和励磁系统等。
【三相短路概念及分类】三相短路指的是同步发电机中的三相线圈之间发生直接短路，导致电流异常增加的现象。
根据旋转磁场与线圈的交互方式，可以将同步发电机三相短路分为以下两类：1. 定子侧三相短路：即发电机定子线圈之间发生短路，常见原因包括定子线圈绝缘破损、摩擦引起的线圈间短路等。
2. 转子侧三相短路：即发电机转子线圈之间发生短路，其主要原因为转子线圈绝缘破损。
【同步发电机三相短路的影响】同步发电机三相短路对电力系统和发电机本身都会产生一系列的影响，包括：1. 电力系统影响：三相短路引起电流突变，进而导致电压波动。
这可能给系统中其他设备甚至整个电网带来不稳定性和安全隐患，比如厂站设备的跳闸、电网频率异常等。
2. 发电机影响：三相短路会导致电机励磁系统失衡，发电机运行不稳定，使得机械与电力转换效率下降，损失增加。
【应对同步发电机三相短路的措施】针对同步发电机三相短路的问题，应采取相应的措施来减轻其影响，主要包括以下几个方面：1. 定期维护与检测：需要定期对同步发电机进行绝缘测试以防止绝缘老化、裂纹等问题，以提前发现和排除潜在的三相短路隐患。
2. 应急处理：对于发生了三相短路的同步发电机，在排除短路源的前提下，应迅速切除故障相，以防止短路扩散，进一步损伤发电机和电力系统。
同步发电机三相短路的概念一、短路类型同步发电机三相短路是一种严重的电力故障，通常是由于电路中不同相之间的短路或电路与地之间的短路所导致。
这种故障类型主要包括以下几种：1.三相短路：三相电源中各相之间或各相与地之间的短路。
2.两相短路：两相电源之间的短路，不涉及地。
3.单相接地短路：单相电源与地之间的短路。
二、短路原因同步发电机三相短路的产生原因多种多样，以下是一些常见的因素：1.设备故障：如发电机、变压器等设备的故障，可能导致短路。
2.自然灾害：如雷击、风灾等自然灾害，可能导致线路短路。
3.人为错误：如操作失误、维护不当等，也可能导致短路。
三、短路危害同步发电机三相短路会产生严重的危害，主要包括以下方面：1.设备损坏：短路可能导致发电机、变压器等设备的严重损坏，影响电力系统的稳定运行。
2.停电：短路可能导致电力系统的停电，影响广泛的用户。
3.火灾危险：短路可能引发火灾，对人员和财产构成威胁。
4.系统稳定性：短路可能对电力系统的稳定性产生严重影响，导致整个系统的崩溃。
四、预防措施为了预防同步发电机三相短路的发生，可以采取以下措施：1.定期维护和检查：对发电机、变压器等设备进行定期的维护和检查，及时发现和处理故障。
2.安全操作：加强对操作人员的培训，确保他们能够正确、安全地操作设备。
3.设备升级：采用更先进的设备和技术，提高设备的耐过载能力和抗短路能力。
4.安装保护装置：在电力系统中安装保护装置，如继电保护器、熔断器等，以便在发生短路时及时切断电源。
五、故障诊断当发生同步发电机三相短路时，需要通过一定的方法进行诊断。
以下是一些常用的诊断方法：1.电流测量：通过测量电路中的电流来判断是否有短路发生。
2.绝缘电阻测量：通过测量设备的绝缘电阻来判断是否有短路发生。
3.波形分析：通过对电流、电压等信号的波形进行分析来判断短路的原因和位置。
4.专家系统：利用专家系统等人工智能技术进行故障诊断，通过分析大量的数据和经验，得出准确的诊断结果。
第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。
2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a。
转子电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。
这些量均为自由分量，最后衰减为0。
2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。
衰减时间常数如下： a) 定子基频自由分量的衰减时间常数有3个：'d T 、"d T 、"q T ，分别对应于f绕组、D 绕组和Q 绕组。
b) 定子直流分量和倍频分量（自由分量），其衰减时间常数均为Ta 。
c ） 转子自由直流分量的衰减时间常数为"d T 、'd T 。
d ） 转子基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。
产生原因说明：f 绕组与无阻尼绕组的情况相同。
另外增加了D 绕组和Q 绕组，这两个绕组中与f 绕组类似，同样要产生直流分量和基频交流分量（f 绕组与D 绕组间要相互感应自由直流分量），但全部为自由分量，最后衰减为0。
定子绕组中也有相应分量与之对应。
2-4 为什么要引入暂态电势E q ’ 、E q ” 、E d ” 、E ” ？答：不计阻尼回路时，E q ’为暂态电动势，它与励磁绕组磁链Ψf 有关，故在扰动前后瞬间不变，可用来计算短路后瞬间的基频交流分量。
当计及阻尼回路时，E q ”为q 轴次暂态电动势，由于其正比于f 绕组磁链和D 绕组磁链的线性组合，可用来计算短路后瞬间基频d 轴次暂态电流初始值，E d ”为d 轴次暂态电动势，解： cos 0.8ϕ=； 036.87ϕ=0001136.870.80.610.8(0.80.6) 1.480.64 1.6124523.38523.385()Q q q Q d d q U I j E U j I X j j i E E j I x x δ==∠=-=+=+-=+=∠==+-2 5 : 1.2, 0.8, '0.29, "0.25, "0.35 1,1, cos 0.8'"""d q d d q Q q q q d x x x x x U I E E E E E E ϕ-========已知同步发电机的参数为。
发电机在额定运行时，。
试计算额定运行状态下同步发电机的、、、、和的值。
=1.61245sin()(1.20.8) 1.61245sin(23.38536.87)0.4I δϕ++-=++⨯=1.9597cos cos 23.3850.868240.29 1.1696q q d d d d E U I x u I x δ'''=+=+=+⨯= cos 23.3850.868240.25 1.13492q q d d E U I x ''''=+=+⨯=sin 23.385cos(23.38536.87)0.350.22325d q q q E U I x ''''=-=-+⨯=1.15667E ''==解：1）200,cos 0.85N N P MW ϕ==200235.294()cos 0.85N N N P S MVA ϕ=== 180110;S j =+ 0110()31.43180arctg ϕ==0*210.9531.430.896531.43235.294S ∠==∠8.6252()N I KA ==7.733()I KA === 07.7330.89731.438.6252I ==∠-31.43ϕ= 0010.89731.430.96210.86299031.43Q q E U j I x j =+=+∠-⋅=+∠-=1.450.7363 1.626226.92o j +=∠ 026.92δ=() 1.6262q Q d d q q E E I x x E =+-== （有名值 25.61KV ）cos cos 26.920.8970.246sin(26.9231.43)q q d d d d E U I x u I x δ'''=+=+=+⨯⨯+2 6 :200,cos 0.85,15.75, 0.962, '0.246, "0.146, "0.21180110), 1'""" 2 N N N d q d d q q q q d P MW U kV x x x x x j MV A E E E E E ϕ-========+⋅一台有阻尼同步发电机，已知。
发电机在额定电压下运行，带负荷（机端突然发生三相短路，试求：（）、、、和在短路前瞬间和短路后瞬间的值。
（）起始次暂态电流。
=1.07948 （有名值 17KV ）cos 26.920.8970.146sin(26.9231.43)q q d d E U I x ''''=+=+⨯⨯+=1.0031234 （有名值5.574KV ）sin 26.920.8970.21cos(26.9231.43)0.3539d q q q E U I x ''''=-=-⨯⨯+=（有名值5.574KV ）1.0637E ''== （有名值 16.75KV ） 短路后瞬间：q E ''、d E ''、E ''保持不变，q E '和q E 发生变化 用公式 q q d dE U I x =+ q q d d E U I x ''=+因为 0q U = ，所以 q d d E I x ''=，q d d E I x ''''= 而短路瞬间的 1.00312346.687070.146q d d E I x ''''===''6.87070.9626.q E =⨯= （有名值104.1KV ）6.87070.244 1.6902q E '=⨯= （有名值 26.62KV ）2）0.35391.68520.21d q q E I x ''''===''有：7.0743I ''==有名值为 7.07430.62526I ''=⨯=（KA ）27 : 1.20.8, '0.35, "0.2, "0.250.15,1,1,cos 0.8 1 2d q d d q T x x x x x X U I ϕ-=========同步发电机参数，，变压器参数运行状态为高压侧。
试求：（）当变压器高压侧三相短路时流过发电机定子绕组的次暂态电流、暂态电流、稳态电流。
（）当发电机端三相短路时流过发电机定子绕组的次暂态电流、暂态电流、稳态电流。
解：087.368.0cos =→=ϕϕ01∠=∙U 087.3611-∠=-∠=∙ϕI0086.257437.176066.056925.1)8007.0599.0(95.0187.3690)15.08.0(1)(∠=+=+⨯+=-∠++=++=∙∙∙j j X X I j U E T q ϕ8888.073.62sin )87.3686.25sin()sin(,86.250000==+=+==ϕδδI I d 则即45818.0)cos(=+=ϕδI I q099.2)8.02.1(8888.07437.1)(=-+=-+=q d d Q q X X I E E //0()cos 0.8888(0.350.15)cos 25.860.88880.51.34426q q d d T E U I X X U δ=++=+⨯+=+⨯=////()0.89980.8888(0.20.15)1.21088q q d d T E U I X X =++=+⨯+=////()sin 25.86 0.45818(0.250.15) 0.2529d d q q T E U I X X =-+=⨯+=－1.237E ''== 1) 经过变压器短路时：1.34426I 2.688520.350.15q dT E x x ''==='++d 1.21088I 3.4596570.20.15q d T E x x ''''===+''+q 0.25289I 0.6322250.250.15d q TE x x ''''===+''+3.5169I ''==2.099I 1.55481.20.15q d TE x x ∞===++2) 机端短路时：1.34426I 3.84070.35q dE x ''===' d 1.21088I 6.05440.2q d E x ''''==='' q 0.25289I 1.011560.25d q E x ''''===''6.138I ''==2.099I 1.7491.2q dE x ∞===。
