汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組匝間短路分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組匝間短路是常見故障，準(zhǔn)確檢測(cè)和及時(shí)診斷是保障機(jī)組安全運(yùn)行的有效措施。本文對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組匝間短路時(shí)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)分析、數(shù)學(xué)模型建立、仿真分析及勵(lì)磁繞組匝間短路診斷判據(jù)和定位方法進(jìn)行了深入探討和實(shí)驗(yàn)研究。完成的主要工作和取得的成果如下：
　　 1.對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組短路時(shí)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)進(jìn)行了分析，得到了其級(jí)數(shù)表達(dá)式，可對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組正常和不同匝數(shù)、不同線圈匝間短路時(shí)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)定性和定量分析，解決了不同勵(lì)磁線圈短路

2、時(shí)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)難用分段函數(shù)表示的問題，且可考慮勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)各次諧波的單獨(dú)作用。得到了汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組正常和不同匝數(shù)、不同線圈短路時(shí)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)分布圖、勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)基波和各次諧波幅值的變化規(guī)律，與實(shí)驗(yàn)時(shí)空載分支電壓頻譜分析結(jié)果一致。
　　 2.對(duì)勵(lì)磁繞組不同匝數(shù)和不同線圈的匝間短路，完成了考慮飽和和齒槽效應(yīng)影響的有限元計(jì)算分析，總結(jié)了短路不同匝數(shù)、短路不同線圈與氣隙磁通密度變化規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其結(jié)果與勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的分析結(jié)果相互吻合。

3、>　　 3.建立了汽輪發(fā)電機(jī)空載和并網(wǎng)時(shí)勵(lì)磁繞組匝間短路的多回路數(shù)學(xué)模型。該模型將短路的勵(lì)磁繞組等效為故障回路和正?；芈?，用磁導(dǎo)分析法推導(dǎo)了與勵(lì)磁繞組有關(guān)的電感系數(shù)計(jì)算公式，給出了數(shù)學(xué)模型中各回路參數(shù)的計(jì)算方法。該模型適用于發(fā)電機(jī)繞組正常和勵(lì)磁繞組匝間短路仿真。
　　 4.采用多回路數(shù)學(xué)模型完成了汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組不同匝數(shù)、不同線圈短路仿真和故障特征量分析，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。得到了勵(lì)磁繞組不同匝數(shù)、不同線圈短路時(shí)相電壓、勵(lì)磁電

4、流、定子并聯(lián)支路環(huán)流的變化波形及其各次諧波的變化特征，仿真與實(shí)驗(yàn)波形吻合，表明了數(shù)學(xué)模型的正確性。完成了300MW汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組匝間短路仿真，表明了數(shù)學(xué)模型的實(shí)用性。
　　 5.通過理論分析，提出了基于定子分支電壓和并聯(lián)支路環(huán)流偶數(shù)次諧波2-范數(shù)的勵(lì)磁繞組匝間短路診斷判據(jù)。通過研究不同線圈、不同匝數(shù)短路時(shí)定子并聯(lián)支路環(huán)流偶數(shù)次諧波幅值2-范數(shù)和相電壓3次諧波幅值的比值變化規(guī)律，揭示了該比值與短路勵(lì)磁線圈號(hào)的一一對(duì)應(yīng)規(guī)律，給出