大型水轮发电机励磁绕组内部短路故障研究

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1、国内图书分类号:TM312工程硕士学位论文大型水轮发电机励磁绕组内部短路故障研究硕士研究生：刘健嵩导师：戈宝军申请学位级别：工程硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM312DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchontheFieldWindingInternalFaultsofLargeHydro-GeneratorCandidate：LiuJiansongSupervi

2、sor：GeBaojunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricEngineeringDateofOralExamination：March，2015HarbinUniversityofScienceandTechnologyUniversity：大型水轮发电机励磁绕组内部短路故障研究摘要大型水轮发电机内部故障破坏力很强，会对发电机造成严重影响，甚至威胁到电网的稳定运行，直接影响了供电的稳定性和可靠性。而励磁绕组不同于定子绕组，其电负荷较小，小匝数短

3、路对电机影响不大，因而很难发现。但故障扩大后会造成励磁电流变大、定子电流不对称、阻尼条电流增大，最终造成严重破坏。为了明确励磁绕组短路故障后发电机内各电气量的变化情况，本文以一台600MW水轮发电机为例，对水轮发电机励磁绕组短路故障进行了研究，建立了可以仿真不同运行状态的参数化的场路耦合有限元模型。首先，仿真正常运行状态下电机各项参数，并与等效电网相连，将所得结果与电磁方案进行对比，以验证模型的正确性。其次，对单机空载和单机负载状态下励磁绕组匝数短路仿真，再对故障发生后定、转子谐波磁动势进行分析，并以此为依据对仿真结果进行傅里叶分解

4、。将谐波电流、功率因数、有功功率、无功功率等电气量列表，分析短路故障发生后发电机各电气量的变化规律。最后，将联网负载状态下仿真得到的结果与单机负载运行仿真结果进行对比，分析联网运行对发电机短路故障的影响。进一步分析短路故障发生前后一个磁极下的8根阻尼条电密的变化和分布情况。并对阻尼条电流进行谐波分解，分析谐波电流分布规律，对比不同匝数短路对谐波电流的影响，研究其变化规律。关键词水轮发电机；励磁绕组；阻尼绕组；内部故障--IIResearchontheFieldWindingInternalFaultsofLargeHydro-Gen

5、eratorAbstractWhentheinternalfaultofhydro-generatorfieldwindinghappen,itwillproduceenormousdestructivepowerandwillcauseseriousinfluenceongeneratorandeventhestableoperationofpowersystem.Fieldwindingisdifferentfromstatorwinding,theelectricalloadislow.Becausesmall-scalesh

6、ort-circuitfaultimpactongeneratorisnotobviously,thedetectionisdifficult.Fieldcurrentincreasing,theasymmetryofthestatorcurrentanddamperbarcurrentsincreasingiscausedbyfault.Seriousdamageiscausedatlast.Inordertorevealthechangeoftheelectricparametersofgeneratorwithshort-ci

7、rcuitfault,A600MWhydro-generatorasexampletostudy.Aparametricfiniteelementmodelofhydro-generatorinfiniteelementsoftwareisbuilt.Firstly,thesimulationresultiscomparedwithelectromagneticdesigntoprovethemodelcorrectlyandprovidethecontrastingevidence.Secondly,thegeneratoriss

8、olvedwithfieldwindingshort-circuitfaultinno-loadconditionandloadcondition.Theharmonicmagnetomotiveforcewithfaultisana