发电机定子绕组单相接地故障仿真及监测研究

摘要

发电机是电力系统最重要的电气主设备之一，其运行状态直接影响着电力系统的安全稳定运行。发电机的容量随着工业和经济的快速发展而不断增加，目前国内大型水电站的单机容量达到700MW，而正在建设的三代核电AP1000(advanced pressurized water reactor 1000）已经达到1250MW。大型发电机造价昂贵，机组故障后的修复将花费大量的财力和人力，这些都对发电机保护和状态监测提出了更高的要求。近年来，发电机保护的发展较快，一些成熟的保护算法不断被提出，发电机定子绕组单相接地保护也一样很成熟。由于成熟发电机定子单相接地保护算法大多是基于突变的接地故障，不能监测渐变的发电机定子接地情况，虽然注入式定子接地保护能够计算出接地故障电阻，但是引入了附加信号，安全性有待考虑。发电机的状态监测能够起到早期预警和防止事故扩展的作用，相对而言，发电机的状态监测研究相对滞后。因此，结合发电机的保护与监测的关系，对发电机定子绕组单相接地故障电阻的在线监测研究有重要意义。
　　 本文首先介绍了现有的发电机定子单相接地保护原理以及存在的不足，对发电机定子单相接地保护方案的一些新方法做了较全面的综述。论文对现有的发电机定子单相接地仿真模型存在的不足进行分析，指出其缺点。为了更加贴近实际的分析发电机定子绕组单相接地故障特点，本文尝试以清华大学提出的多回路分析方法为基础，简化阻尼绕组影响以减少程序计算量，建立以单个线圈为单元，考虑分布电容影响的发电机定子绕组单相接地仿真模型。运用MATLAB语言对仿真模型进行编程计算，利用MATLAB三维矩阵方法解决模型中时变电感矩阵系数存取的问题。分别对两台发电机进行仿真计算，对发电机定子绕组单相接地模型的合理性和计算程序的正确进行验证。论文结合接地故障的行波定位方法，提出了基于发电机基波零序网络和三次谐波等效网络的定子绕组单相接地故障电阻的在线监测计算方法，大量的数字仿真和动模试验数据验证了所提出的方法的合理性。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 发电机定子绕组单相接地多回路仿真模型

3 发电机定子单相接地仿真模型的验证与分析

4 发电机定子单相接地故障电阻的在线监测方法

5 发电机定子绕组单相接地故障监测方法的验证

6 结论与展望

致谢

参考文献

附录