何谓同步发电机短路特性？
同步发电机基本工作原理及运行特性
同步发电机基本工作原理及运行特性一、基本工作原理及结构同步发电机是利用电磁感应原理，将机械能转变为电能的装置。
所谓电磁感应就是导体切割磁力线的能产生感应电势，将导体连接成闭合回路，就有电流通过的现象。
导体镶嵌在铁芯的槽里，铁芯是固定不动的称为定于（静子）。
磁极是转动的，称为转子。
它是由励磁绕组和铁芯组成的。
励磁绕组通过滑环与外部励磁回路相连，定子和转子是发电机的基本组成部分。
那么，三相交流电是如何产生的呢？直流电通入转子绕组后，就产生了稳恒的磁场，沿定于铁芯内圆，每相隔120度，分别安放三相绕组A－X、B－Y、C－Z。
当转子被汽轮机拖动以3000r/min旋转时，定子绕组便切割磁力线，产生感应电势，感应电势的方向可由右手定则来确定。
由于转子产生的磁场是旋转磁场，所以定子绕组切割磁力线的方向不断变化，在其中感应的电势方向就不断变化，因而形成交变电势即交流电势。
交流电势的额定频率为f，它决定于发电机的极对数P和转速n，其计算公式为:f=np/60HZ，我国规定交流电的频率为50HZ。
即：p=1，n=3000r/min交流电势的相位关系：转子以3000r/min的转速不停地旋转A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以三相绕组中电势的相位是不同的，因为定子绕组在安放时，空间角度相差120°相序为A－B－C。
何为同步呢？当发电机并列带负荷后，三相绕组中的定子电流（电枢电流）将合成一个旋转磁场，交流磁场与转子同速度，同方向旋转，这就是同步。
二、同步发电机的运行特性同步发电机的运行特性，一般是指发电机的空载特性、短路特性、负载特性、外特性和调整特性等五种。
其中，外特性和调整特性是主要的运行特性，根据这些特性，运行人员可以判断发电机的运行状态是否正常，以便及时调整，保证高质量安全发电。
而空载特性、短路特性、负载特性则是检验发电机基本性能的特性，用于测量，计算发电机的各项基本参数。
1、外特性所谓外特性，就是励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，负荷变化时发电机端电压U的变化曲线。
2二、发电机运行原理及特性
短路时绕组的温升
考虑承受短路电流的原因是发电机有可能在断路器分断故障之前已经被损坏； 短路电流可以使发电机定子线圈快速过热；例如：
不平衡线－地（L－N）短路，短路电流是额定电流的7.5倍，假定定子初始温度大约为155°C；不到5 秒钟，定子温度可以升至300°C 在该温度条件下定子线圈将烧损。 不平衡线－线（L－L）短路，定子线圈温度升至300°C的时间要长几秒； 而三相平衡短路需要的时间更长。
主机磁场 (转子) 旋转二极管 机械旋转 动力输入
励磁机 转子 (电枢)
自励AVR控制系统
旋转整流装置 励磁机磁场 主机定子 线圈 风扇 机座
N
轴承 N
S 励磁机转子 S
轴伸
主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
变压器励磁控制系统
旋转整流装置 励磁机磁场 主机定子 线圈 风扇 机座
OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG)
STD STD
AVR 的 运 行 性 能
SA465
电压调整率 检测 欠速时的降压保护(带发光二级管显示) 负责接受特性 (LAF) 50/60Hz 选择 电话干扰等级(标准) 短路过电流能力 并联运行 可选择人工微调器 可选择功率因数控制 过电压保护 电压下降恢复控制
产品的功率范围
产品 2极 kW 4极 kW 6极 kW
Markon
BC16 BC18 UC22
0.6 - 7.5
10 - 25 24 - 37.5 -
6 - 16 18 - 30 34 - 83
-
UC27
HC4 HC5
-
电机第十四章同步发电机的运行特性
零功率因数负载特性的分析
什么是零功率数负载特性
零功率数负载特性是指转速为同步
速度，负载电流和功率因数为常数值时， 发电机的端电压与励磁电流之间的关系 曲线。
U f (I f )
注意：零功率数负载特性与 空载特性的区别 不同的负载电流和功率因 数有它对应的零功率数负载特 性。
U 0 E0
jI x E 0 c
E0 xc IK
U 0 E0
Ik
气隙线
E0
短路特性
Ik
0
If
( Ff ) I f
E0 xc IK
如果漏电抗 xS 已知：
E0 xc IK
xa xc xs
对于凸极发电机，短路时忽略电阻压降
I K 滞后 E0 900
I I d K
0 I q
空载特性
cos 1 cos 0.8 cos 0
0
If
不同功率因数时的负载特性
负载特性是恒电流特性，其中 最有意义的是 IN = 常数、 cos 0 的
零功率因数负载特性。
（二）零功率数负载特性的测试方式
1、试验时，把同步发电机拖动到同步转速。 2、电枢绕组接到可变的三相纯电感对称负
R
E a
E E
I
U
I R jI x 短路时： E K K S
忽略 R
jI x E K S
xa
E 0
xS
R
E a
E E
I K
E 0
xa
E 0
xS
E a
jI x E K S
E a
同步发电机三相短路的概念
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。
第607_同步发电机三相突然短路
必是一组直流电流称为电枢电流的直流分量，或非周
期性分量，用 iAz , iBz , iCz 表示。
由三相对称电流所产生的合成磁砀对某一相磁链的瞬
时值与该相电流的周期性分量的瞬时值成正比，而三相
非周期性电流 iAz , iBz , iCz 满足了短路一瞬间各相绕组电 流不能突变和磁链守恒原理。
iA~ I m sin t iAz 0 周期性 iB ~ I m sin(t 120) 非周期 分量 性分量 iBz 0.866 I m i I sin(t 240) i 0.866 I m C~ m Cz iA I m sin t 电枢中 i I sin(t 120) 0.866 I B m m 的电流 iC I m sin(t 240) 0.866 I m
某种原因，使和它交链磁链按 (t ) 规律变化，则在
超导体中感应一电势、电流，相应产生一磁链 a (t )
d( 0 (t ) a (t )) e Rai 0 dt 则 0 (t ) a (t ) =常数
0 (t ) a (t ) (0)
这就是超导闭合回路磁链守恒原理。
1 X d X 1 1 1 X ad X F X Z
Xd
X
X ad
X
X fσ
X Ddσ
X d X
1 1 1 X ad X F
Xd
X ad
X
X fσ
X d X X ad
Xd
X ad
如果突然短路不是发生在电枢端点上，由于线路电
念上进行解释，并导出突然短路时，在各绕组中出现
的短路电流。
《电气工程概论》第一章第三节 同步电机 课堂笔记及练习题
《电气工程概论》第一章第三节同步电机课堂笔记及练习题主题：第一章第三节同步电机学习时间： 2015年11月9日--11月15日内容：我们这周主要学习交流电机的另一种——同步电机，通过学习我们要掌握同步电机的工作原理、结构，掌握同步电机并网所需要的条件，了解电动势平衡方程式及电枢反应，了解同步电机的各种特性和功率平衡。
第一章电机与电器基础第三节电机1.3.3 同步电机同步电机属于交流电机，其转子转速为一固定的同步转速。
同步电机有三种运行方式：发电机、电动机和调相机。
同步电机最重要的用途是作发电机用。
现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。
有时工作于同步补偿机状态，提供无功功率，改善电网的功率因数。
1.同步电机的原理和结构转子绕组直流电励磁产生固定的N、S磁极。
原动机带动转子转动，定子绕组切割磁力线，产生三相交流电。
定子产生旋转磁场与转子同步运行。
此时同步电机处于发电机运行状态。
定子三相绕组通入三相交流电，产生旋转磁场。
转子绕组通入直流励磁产生固定N、S极。
这样旋转磁场就吸引转子同步旋转。
此时发电机处于电动机运行状态。
同步电机的转子有两种构造型式，即凸极式和阴极式。
凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁绕组。
当励磁绕组中通过直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性。
隐极式转子的转子铁芯为圆柱形，沿着转子圆周表面开有许多槽，用来嵌入励磁绕组。
同步电机无论作为发电机或电动机，它的转子速度总等于由电机极对数和电枢电流频率所决定的同步转速，同步由此得名。
2.同步发电机的空载运行当外加原动机带动发电机转子在同步转速下运行，并且转子的励磁绕组通以励磁电流时，电枢绕组开路即为同步发电机的空载运行。
空载运行时，电枢电流等于零，其气隙磁场由转子磁动势单独建立。
电枢绕组切割旋转磁场产生感应电动势，电枢绕组开路时的端电压等于空载电动势。
3.同步发电机的负载运行（1）电枢反应及电动势方程当负载运行时，三相对称电流流过定子三相绕组，形成电枢旋转磁动势，它与转子旋转磁动势同步，且转向相同。
电机学题库
电机学题库一、填空题1.变压器油的功能：① 加强绝缘；② 通过对流增强散热。
2.三相变压器的额定容量是指三相视在总功率。
3、变压器的空载电流有两个作用：①建立空载时的磁场；②从电网吸收有功功率补偿空载时变压器内部的有功功率损耗。
4.变压器二次侧绕组与负载相连，二次侧磁动势F2对主磁场有退磁作用。
5.变压器的磁动势平衡方程代表了一次侧和二次侧电路之间的相互影响关系，并解释了能量传递关系。
6.将变压器低压侧的每个物理量转换为高压侧时，以V为单位的物理量转换值等于原始值乘以变比K，以a为单位的物理量的转换值等于原始值除以转换比K，其中单位为ω。
物理量的转换值等于原始值乘以转换比K2。
7、为了让各物理量的标么值简单，在电机中，通常取各物理量的额定值作为基准。
8、电力变压器一般采用改变高压绕组匝数的办法来调节二次侧电压。
9、变压器主要存在两种损耗，即铁损耗和铜损耗。
10.三相变压器Y，yn0接线方式表示高低压侧绕组的相电动势同相。
11、三相变压器组不能接成yy的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。
12、变压器的电压变换率，一般位5％。
13.电压互感器二次侧不允许短路，电流互感器二次侧不允许开路。
14.变压器突然短路电流主要受以下因素影响：① 强电磁力；② 绕组过热。
15、变压器在最不利的情况下空载投入，其励磁涌流iom急剧增大，可达额定电流的5～8倍。
16.P对于极性相反的电机，在一对极的情况下，相带的排列为P个重复。
17.交流电机的双层绕组分为双层叠层绕组和双层波形绕组。
18、交流绕组采用短距绕组主要考虑同时削弱5、7次谐电动势。
19、交流绕组采用分布绕组可以削弱谐波电动势，一般选q＝2。
20、一个基波脉振磁动势波可分解为两个转速相同、幅值相等、转向相反的旋转磁动势波。
同步发电机三相短路的概念
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。