发电电动机非正常运行阻尼绕组电磁力研究

摘要

发电电动机作为现代电网管理的有效工具，状态转换复杂且频繁是该电机的主要特点，其运行行为直接关系到电网系统的安全稳定运行。阻尼绕组是影响发电电动机稳定运行的关键结构件，研究其非正常运行状态发电工况下的电磁力对电机稳定运行具有重要的理论意义和实用价值。
　　本文在查阅大量相关文献的基础上，指出课题的研究背景及意义，分析相关研究背景及国内外发展趋势，针对发电工况下非正常运行状态，对发电电动机的电磁力进行分析计算，对抽水蓄能机组关键结构元件的设计具有重要的理论及实际价值。
　　以发电电动机为研究对象，建立非正常运行状态发电工况下的场路耦合时步有限元模型，并结合样机结构参数及运行特点，建立其物理模型。通过对三种短路故障（单相接地短路、相间短路、两相接地短路）物理过程的分析，分别推导出单相接地短路、相间短路及两相接地短路的磁动势及电磁力的数学表达式，揭示非正常运行状态发电工况下电磁力的变化规律。
　　基于发电电动机非正常运行状态发电工况下的物理模型，对空载及负载运行工况下非正常运行时的阻尼绕组电磁力进行计算，分析发生外部短路故障各参量的变化规律，给出发电电动机发电工况下电磁力变化曲线，并对其稳态及瞬态电磁力进行对比研究。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1本文研究背景及意义

1．2国内外研究现状及发展趋势

1．3本文主要研究内容

第2章磁场分析及场路．耦合时步有限元模型建立

2．1场路耦合时步有限元模型建立

2．1．1基本假设

2．1．2发电电动机数学模型建立

2．1．3场路耦合模型建立

2．2短路故障下磁动势计算

2．2．1 单相接地短路状态下磁动势分析

2．2．2相间短路状态下磁动势分析

2．2．3 两相接地短路状态下磁动势分析

2．2．4励磁绕组短路状态下磁动势分析

2．3短路故障下电磁力计算

2．4本章小结

第3章空载外部短路故障阻尼绕组电磁力计算

3．1 透入深度分析及阻尼绕组物理模型建立

3．1．1发电电动机发电工况透入深度分析

3．1．2发电电动机阻尼绕组物理模型建立

3．2空载工况下外部短路故障各参量计算

3．2．1 空载工况下发生单相接地短路时各参量变化

3．2．2空载工况下发生相间短路时各参量变化

3．2．3 空载工况下发生两相接地短路时各参量变化

3．3空载工况下外部短路故障阻尼绕组电磁力计算

3．3．1 发电电动机发电工况磁场分布

3．3．2发电电动机发电工况各物理量变化曲线

3．3．3发电电动机发电工况电磁力变化曲线

3．3．4发电电动机发电工况稳态及瞬态电磁力对比

3．4本章小结

第4章负载外部短路故障阻尼绕组电磁力计算

4．1 额定负载工况下外部短路故障各参量计算

4．1．1 负载工况下发生单相接地短路时各参量变化

4．1．2负载工况下发生相间短路时各参量变化

4．1．3 负载工况下发生两相接地短路时各参量变化

4．2负载工况下外部短路故障阻尼绕组电磁力计算

4．2．1 发电电动机发电工况磁场分布

4．2．2发电电动机发电工况各物理量变化曲线

4．2．3 发电电动机发电工况电磁力变化曲线

4．2．4 发电电动机发电工况稳态及瞬态电磁力对比

4．3 本草小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢