水輪發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部短路故障的電磁問題研究.pdf

1、水輪發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部故障破壞力極強(qiáng)，會(huì)對發(fā)電機(jī)本身甚至電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。因此水輪發(fā)電機(jī)組必須配置有效的主保護(hù)方案，以便及時(shí)檢測出機(jī)組的內(nèi)部故障。通常要求發(fā)電機(jī)的主保護(hù)在故障后1個(gè)周波左右動(dòng)作，此時(shí)電機(jī)的過渡過程還沒有結(jié)束，因此需要準(zhǔn)確地計(jì)算水輪發(fā)電機(jī)定子繞組內(nèi)部故障暫態(tài)過程。
　　本文基于場路耦合法以矢量磁位和回路電流為求解變量，建立了分析同步發(fā)電機(jī)繞組短路故障的數(shù)學(xué)模型，該模型兼顧了多回路分析法和電磁場有限元法的

2、共有優(yōu)點(diǎn)，使分析結(jié)果更接近實(shí)際情況。
　　本文以SF600-42/1308水輪發(fā)電機(jī)為研究對象，建立了SF600-42/1308水輪發(fā)電機(jī)—變壓器—無窮大電網(wǎng)的場路耦合模型。首先，仿真計(jì)算了該電機(jī)空載狀態(tài)下定子繞組突然三相短路的暫態(tài)過程，并將本文的仿真結(jié)果與經(jīng)典的解析公式法進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了本文分析方法及模型的正確性。
　　其次，依然保持發(fā)電機(jī)為空載狀態(tài)，仿真計(jì)算了定子繞組發(fā)生匝間短路、同相異分支短路和相間短路故障的故障分支

3、電流、短接線電流、勵(lì)磁電流和非故障分支電流的瞬態(tài)波形。分析了各電流波形的諧波含量，揭示了內(nèi)部故障后各分支電流的特點(diǎn)。并將相應(yīng)電流的基波幅值與多回路法的分析結(jié)果進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了本文提出的數(shù)學(xué)模型分析發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的準(zhǔn)確性。并且，本文還分析了以上3種內(nèi)部故障的故障分支電流隨短路匝比（差）的變化規(guī)律，以及故障發(fā)生的位置和時(shí)刻對故障分支電流的影響。
　　最后，以匝間短路為例，在額定負(fù)載工況下仿真計(jì)算了故障后阻尼繞組中的渦流波形。分析了渦