(1) 正常运行时机端与中性点处的三次谐波电压的特征。
发电机每相对地电容Cg各一半分接在机端和中性点处。发电机外接元件的每相对地电容Ct接于机端。发电机三次谐波的相电势为E3。由于正常运行时三相的三次谐波电压的幅值和相位相同,所以在三次谐波等值电路图中机端T处三相可连在一起,中性点N处三相本来就连在一起,构成如图1的三相三次谐波等值电路图。各处的电容是单相电容的三倍。发电机的电阻、电抗、电导相对于电纳来说很小,可忽略不计。
NE3T3C2g。3CtNE3T3C2g。3CtUN33C2gUT3UN33C2gUT3D(a) 中中中中中中中中。D(b) 中中中中中中中中。中1中中中中中中中中中中中中中中中中中中
如果中性点无消弧线圈,其三相三次谐波等值电路图如图1(a)所示。机端和中性点的三次谐波电纳(这里电纳是容抗的倒数)和总电纳分别为:
?3??1??bt?3?1?Cg?3Ct??9?1?Cg?Ct???2??2???39? bn?3?1Cg??1Cg ? (1-1)
22???b?bt?bn?9?1Cg?Ct????? 此时机端和中性点的三次谐波电压(机端电压正方向规定机端为正,地点D为负。中性点电压正方向规定地点D为正中性点为负。)分别为:
?UT3
1Cgjbn2???E3?E3j?bCg?Ct?UN3???? ? (1-2)
?1???Cg?Ct????jbt?E??2?E?33j?bCg?Ct??? 从(1-2)式可见机端和中性点的三次谐波电压相位相同,其幅值比为:
CgUT3 ??1 (1-3)
UN3Cg?2Ct 如果发电机并网断路器在机端,发电机并网前Ct?0,此时UT3UN3?1。
如果中性点经消弧线圈接地,其三相三次谐波等值电路图如图1(b)所示。图中L为消弧线圈的电感值。机端和中性点的三次谐波电纳(这里电纳是容抗和消弧线圈感抗的倒数)和总电纳分别为:
?3??1??bt?3?1?Cg?3Ct??9?1?Cg?Ct???2??2???31? bn?3?1Cg? ? (1-4)
23?1L??1??b?bt?bn?9?1Cg?Ct??3?1L??? 此时机端和中性点的三次谐波电压分别为:
?UT3
31Cg?23?1L?jbn?E??E331j?b9?1Cg?Ct?3?1L3?1?UN3??????? (1-5)
?1??9?1?Cg?Ct???2??jbt?E??E?331?j?b9?1Cg?Ct?3?1L?????? 从(1-5)式可见如果考虑到发电机的消弧线圈补偿都是欠补偿的关系,机端和中性点的三次谐波电压相位相同。即使再考虑消弧线圈中有电阻成份,机端和中性点的三次谐波电压相位约在?00~400?之间。其幅值比为:
UT3UN3313?1Cg?23?1L??1
?1?9?1?Cg?Ct??2?(7-23)
即使考虑发电机并网前Ct?0,此时依然有UT3UN3?1关系。。从(1-3)与(1-6)两式可见正常运行时无论并网前后都有UT3?UN3关系。