同步发电机定子绕组短路故障分析-论文.pdf

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1、爆电机(EXPLOSION—PROOFELECTRICMAcHINE)第49雾期)同步发电机定子绕组短路故障分析水刘豪，柏春岚(1河南城建学院电气与信息工程学院，河南平顸山467036；2河南城建学院测绘工程学院，河南平顸山467036)摘要基于同步发电机的理论，建立该电机的物理模型和数学模型。在此基础上，建立同步发电机的仿真模型，分析该电机的定子绕组的正常运行、单相短路故障、两相短路故障和三相短路故障等，通过数据计算和图形现象加深对短路故障认识和了解。用解析法验证结果，两种方法比较吻合，表明建立仿真模型的方法正确合理

2、。关键词短路故障；定子绕组；同步发电机DOI：10．3969／J．ISSN．1008-7281．2014．04．10中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：1008-7281(2014)04-0033-004AnalysisonShort-CircuitFaultsinStatorWindingsofSvnchrOnOusGeneratorLiuHaoandBaiChunlan(1．CollegeofMessage&ElectronicEngineering，HenanUniversityofUrbanconst

3、ruc-tion，Pingdingshan467036，China；2．CollegeofSu~ey-mapping，HenanUniversityofUrbanConstruction，Pingdingshan467036，China)AbstractBasedonthetheoryofsynchronousgenerator，mathandphysicalmodelofthemotorisestablished．Thensimulationmodelofsynchronousgeneratorisestablish

4、ed．Normaloperation，short—circuitfaultsofsingle—phase，two—phaseandthree—phaseinstatorwindingofthemotorareanalyzedbythesimulationmodel，short—circuitfaultwasdeepenunderstoodandrealizedbydatacalculationandfigure．Verifyingresultbyanalyticalmethod，thesetwometh—odscoin

5、cidewitheachother，itindicatedthatthesimulationmodelestablishediscorrectiveandreasonable．KeywordsShort—circuitfault；statorwinding；synchronousgenerator系统造成严重损害。因此深入研究同步发电机的0引言短路故障，才能制定出合理的解决方法。随着国民经济的快速发展，同步发电机做为电力系统中的主要设备，用电量逐年增大，发电机1同步发电机组大量的增加，机组的故障也在不断增加。同步1．1

6、同步发电机的物理模型发电机的故障有定子绕组短路、断相和接地、转子同步发电机按照结构可分为旋转电枢式和旋位置检测、温升升高等故障。其中定子绕组故障转磁极式曲J。前者的电枢装设在转子上，主磁占30％40％。特别是短路故障中的突然短路，极装设在定子上。这种结构在小容量同步电机中突然短路是从正常稳态负载运行变化到稳态短路得到一定的应用。而后者主磁极装设在转子上，运行所经历的瞬态过程，这个过程虽然很短暂，但是瞬态短路电流的幅值却可能达到发电机额定电电枢装设在定子上。对于高压、大容量的同步电流的十多倍甚至是几十倍，会给电机本身和电

7、力机，通常采用旋转磁极式结构。由于励磁部分的基金项目：2014科学研究基金(2014JYB001)33第49卷(总雾第蝴179期)(EXPLOSION—一PROOFELECTRICMACHINE)防爆际晓琶机扎容量和电压常较电枢小得多，电刷和集电环的负需引出虚拟电动势EQ，如图2。载就大为减轻，工作条件得以改善。目前，旋转磁极式结构已成为大、中型同步电机的基本结构型式，本文主要研究旋转磁极式同步发电机。旋转磁极式电机按磁极形状可分为隐极式和凸极式，因为隐极式是凸极式的特例，所以本文主要研究凸极式，如图1所示定子绕组图2

8、等效电路定子铁心黾Q=O+iR+jixq(8)气隙励磁绕组3短路故障分析转子铁心转轴磁极同步发电机的仿真参数如下表1。表1仿真参数图1l司步电机结构1．2同步发电机的数学模型为了分析和计算方面，作如下假设j：(1)忽略磁路饱和、磁滞和涡流的影响；(2)定、转子绕组所产生的气隙磁场按正弦分布，忽略磁场的高次谐波分量；3．1正常运行(