发电机转子匝间短路的电磁特性分析及诊断方法研究

摘要

转子绕组匝间短路故障是发电机最常见的故障之一，也是影响安全运行的重要原因。励磁绕组短路故障改变了发电机内部的电磁状态，引起气隙磁场的变化。本文针对发电机转子绕组匝间短路后的稳态磁场和电磁转矩进行研究，所做的主要工作如下：
　　（1）分析了发电机额定运行状态下励磁绕组匝间短路程度及位置对气隙磁场的影响。以一台QFSN-300-2-20B型汽轮发电机为研究对象，建立了发电机的电磁场有限元仿真模型，分析了励磁绕组短路时气隙磁场的切向磁密、径向磁密的变化特征。
　　（2）分析了发电机额定运行状态下转子绕组短路时电磁转矩与实际短路程度之间的关系,提出了假设励磁绕组无短路故障，利用有限元法计算发电机的电磁转矩，并与实际的电磁转矩对比，当其偏差大于设定阈值时判定发电机存在励磁绕组短路故障的方法，并通过故障实例对该方法进行了有效性验证。
　　（3）借助于VB和ANSYS的APDL语言，结合提出的诊断转子匝间短路的电磁转矩比较法，开发了转子绕组匝间短路的诊断系统。软件实现了对汽轮发电机转子绕组匝间短路较高精度的可视化诊断，最后以QFSN-300-2-20B型汽轮发电机为例验证了开发软件的可靠实用性。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究意义

1.2转子匝间短路研究现状

1.3本文主要研究内容

第2章 转子匝间短路有限元建模

2.1 发电机电磁场理论研究

2.2 发电机有限元模型的建立

2.3 发电机定子电流施加方法

2.4 发电机转子故障电流施加方法

2.5 本章小结

第3章 转子匝间短路对气隙磁场的影响

3.1 同槽、不同程度匝间短路磁场分析

3.2 同程度、不同槽匝间短路磁场分析

3.3 本章小结

第4章 转子匝间短路的电磁转矩分析及诊断方法研究

4.1发电机电磁转矩的计算方法

4.2 转子匝间短的电磁转矩分析

4.3 基于电磁转矩比较的转子匝间短路诊断方法研究

4.4 本章小结

第5章 基于VB的转子匝间短路诊断系统开发

5.1 VB 对ANSYS的调用

5.2 VB对Access数据库的调用

5.3 VB与ANSYS之间的数据传递

5.4 转子匝间短路故障诊断系统设计

5.5 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢