申論題

在電力系統中，同步發電機的次暫態電抗 Xd′′ 和暫態電抗 Xd′ 是描述發電機在短路或故障情況下電抗值的不同參數，這些參數對電力系統的短路電流計算、穩定性分析和保護裝置設計都非常重要。以下是對這兩種電抗的詳細說明：

1. 次暫態電抗 Xd′′​

次暫態電抗是指在發電機發生短路或其他突然故障後的最初幾毫秒（通常為幾個交流週期內）內所表現出的電抗值。

• 特徵：

  • 在這個階段，發電機的電抗最小，短路電流最大，因為發電機內部的電樞繞組和阻尼繞組（類似於感應電機的轉子）迅速產生感應電流以應對故障。
  • 次暫態電抗對短路電流的限制能力最弱，因此短路電流的初始值是最高的。

• 應用：

  • 次暫態電抗 Xd′′主要用於計算短路電流的瞬時值，這是確定保護裝置（如斷路器）的額定值和動作時間的重要依據。

2. 暫態電抗 Xd′​

暫態電抗是指在發電機發生短路後，次暫態結束進入到暫態階段時所表現出的電抗值，這個階段通常持續幾百毫秒。

• 特徵：

  • 暫態階段，電樞反應和轉子繞組的影響逐漸減弱，發電機的電抗值開始增加。此時，短路電流比次暫態有所減小，但仍然高於正常運行時的電流。
  • 暫態電抗反映了短路電流衰減的速度和系統從故障中恢復的能力。

• 應用：

  • 暫態電抗 Xd′用於分析短路後的電流衰減過程，並為保護裝置的整定提供參考數據。它對於發電機的穩態運行、故障後恢復以及系統穩定性分析尤為重要。

總結

• 次暫態電抗 Xd′′是發電機在短路初期表現出的電抗值，對應於短路電流的最高值，用於短路電流的瞬時計算和保護裝置的設計。
• 暫態電抗 Xd′是發電機在短路後的暫態階段表現出的電抗值，對應於短路電流的衰減過程，用於保護裝置的整定和系統的穩定性分析。

這些電抗值是同步發電機在電力系統中關鍵的參數，理解和準確應用它們對於電力系統的安全運行和故障分析至關重要。