支路不對稱定子繞組大型水輪發(fā)電機短路故障分析.pdf

1、在水輪發(fā)電機設(shè)計過程中，選擇水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速時，不僅要考慮額定電壓、額定功率因數(shù)和定子線負荷等電機基本參數(shù)，還要計及水輪機的轉(zhuǎn)速。由于在設(shè)計水輪機轉(zhuǎn)速時受水力條件影響較大，幾者之間往往不能匹配，為提高電機設(shè)計合理性可采用支路不對稱繞組連接方案。本文以一臺300MW采用支路不對稱定子繞組連接方案的水輪發(fā)電機為研究對象，利用有限元法，對發(fā)電機發(fā)生定子短路故障和勵磁繞組匝間短路故障時的瞬態(tài)過程進行仿真分析。
　　本文首先對電機定子繞組支路

2、對稱條件進行了分析研究，根據(jù)傳統(tǒng)繞組連接方法針對不同的繞組連接型式，提出適用于支路不對稱繞組的疊繞組和波繞組連接方法，并應(yīng)用該方法得到兩種波繞組連接方案和兩種疊繞組連接方案。建立了二維的場-路-運動耦合有限元模型，對空載運行工況進行仿真分析，得到不同繞組連接方案了各支路電流波形、定子電壓波形及其諧波含量、電壓波形畸變率和電話諧波系數(shù)。
　　其次，在發(fā)電機在空載運行工況時，對定子繞組發(fā)生三相短路、兩相短路和單相短路三種故障情況進行仿

3、真分析，獲得故障時的三相電流、各支路電流和勵磁繞組電流瞬態(tài)波形。分析了不同繞組連接方案時，各支路電流的變化規(guī)律，揭示了支路不對稱繞組水輪發(fā)電機故障時的支路電流特點。同時分析了阻尼繞組對發(fā)生3種不同故障的相電流和勵磁電流瞬態(tài)波形的影響。
　　最后，通過對發(fā)電機空載運行工況勵磁繞組匝間短路進行分析，得到了故障后勵磁電流以及定子支路中分數(shù)次諧波隨著短路匝數(shù)的變化規(guī)律，并分析了短路位置對定子支路電流中故障特征量的影響。根據(jù)上述研究結(jié)果本文