汽轮发电机转子绕组匝间短路的高精度检测方法研究

摘要

转子绕组匝间短路故障是汽轮发电机常见的故障类型，给发电机和电力系统的安全稳定运行带来隐患。汽轮发电机发生转子匝间短路故障后，引起发电机内部电磁场变化，导致参数改变。本文在考虑磁路饱和、磁场畸变以及交叉磁化等非线性因素影响的情况下，针对汽轮发电机转子绕组匝间短路故障前后参数的精确计算进行研究，所做的主要工作如下： （1）以 QFSN-300-2-20B 型汽轮发电机为例，利用有限元工具建立了发电机的电磁场仿真模型；利用冻结磁导率法将非线性场线性化，改进发电机稳态运行的相量图，将有限元法与解析计算法相结合，提出发电机同步电抗和励磁电流等参数的精确计算方法。 （2）通过有限元方法，研究额定工况下汽轮发电机转子绕组匝间短路匝数以及故障位置对同步电抗、励磁电流和空载电动势等参数的影响，分析故障前后的参数值变化趋势，比较了匝间短路故障程度与电抗、励磁电流和空载电动势等参数变化的关系。 （3）分析励磁电流、同步电抗和空载电动势随工况变化的趋势；在原有励磁电流法的基础上，考虑非线性因素影响，改进参数的计算方法，实现高精度检测转子绕组匝间短路故障的效果，提出以励磁电流变化率作为故障特征量的转子绕组匝间短路故障在线诊断方法。

目录

第一个书签之前

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 转子绕组匝间短路的研究现状

1.2.2 发电机非线性因素的研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 汽轮发电机参数的有限元计算

2.1 汽轮发电机稳态运行模型

2.1.1 电磁场理论与有限元模型

2.1.2 Ansoft-Matlab联合仿真

2.2 汽轮发电机电抗计算

2.2.1 不饱和电抗计算

2.2.2 非线性因素分析

2.2.3 计及非线性因素的电抗计算

2.3 本章小结

第3章 转子绕组匝间短路故障的参数分析

3.1 不同程度匝间短路故障

3.2 不同槽匝间短路故障

3.3 本章小结

第4章 基于励磁电流的转子匝间短路在线诊断

4.1 转子匝间短路故障诊断方法研究

4.2 发电机参数的多元计算

4.3 在线诊断方法故障判据

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 下一步工作与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢