考慮不同運(yùn)行工況的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子繞組故障特征分析.pdf

1、風(fēng)電依靠其自身的優(yōu)勢不斷發(fā)展，裝機(jī)容量不斷增長，電網(wǎng)對其的消納能力也不斷提升。不過風(fēng)電有其特殊性，風(fēng)速的突然波動(dòng)、機(jī)組突然甩負(fù)荷、并網(wǎng)過程的無功缺額等都會(huì)對風(fēng)電機(jī)組本身和電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。
　　特殊的工作環(huán)境會(huì)影響風(fēng)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFIG)而言，會(huì)發(fā)生繞組絕緣失效，氣隙偏心等早期故障，其中定子繞組絕緣失效發(fā)生的幾率更大，早期匝間短路故障如果不被發(fā)現(xiàn)，在長期的運(yùn)行中會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的故障。因此，對風(fēng)力發(fā)電

2、機(jī)實(shí)施在線監(jiān)測將會(huì)非常重要。
　　本文首先通過ANSYS有限元分析軟件，建立DFIG二維模型，利用PSCAD電力仿真軟件，模擬風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行、風(fēng)速突變、電網(wǎng)電壓三相不平衡和機(jī)組低電壓穿越工況，得到四種不同工況下發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子電流作為激勵(lì)加載到發(fā)電機(jī)有限元模型中，然后通過有限元軟件求解、后處理，得到發(fā)電機(jī)的磁力線分布圖、磁密云圖、氣隙磁密曲線，通過對比不同運(yùn)行工況下發(fā)電機(jī)的氣隙磁密曲線，研究不同工況是否會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)氣隙磁密曲線發(fā)生畸變

3、、以及長期運(yùn)行后是否可能導(dǎo)致定子繞組發(fā)生匝間短路；同時(shí)通過定量計(jì)算發(fā)電機(jī)氣隙磁密畸變后，不同運(yùn)行工況時(shí)的征兆表現(xiàn)因子和工況影響因子，直觀的分析不同特征量在同一工況下的表征程度和不同運(yùn)行工況對同一特征量的影響程度。
　　其次，分析當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，利用匝間短路定量分析模型，獲取不同匝間短路程度下發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子電流，作為激勵(lì)施加到有限元模型中，得到四種不同運(yùn)行工況下發(fā)電機(jī)的氣隙磁密曲線，通過對比分析，找到氣隙磁密發(fā)生明顯

4、畸變的關(guān)鍵點(diǎn)；同時(shí)通過對定子繞組不同匝間短路程度下發(fā)電機(jī)不同工況時(shí)的征兆表現(xiàn)因子和工況影響因子的計(jì)算，得到其特征量和影響因子的規(guī)律性。
　　最后，從損耗和諧波分析兩個(gè)方面，計(jì)算發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路前后定子脈振損耗和定子表面鐵耗，再以正常運(yùn)行工況為標(biāo)準(zhǔn)，分析不同的運(yùn)行工況對發(fā)電機(jī)損耗的影響特征；同時(shí)，針對發(fā)電機(jī)匝間短路前后不同的運(yùn)行工況下得到的氣隙磁密曲線進(jìn)行諧波分析，研究同一故障不同工況和同一工況不同匝間短路程度下氣隙磁密曲線各