基于等效磁网络法汽轮发电机转子绕组匝间短路特性研究

摘要

汽轮发电机转子绕组匝间短路故障是发电机运行过程中的常见故障，严重时会对机组本身的安全稳定运行构成很大威胁，及时有效的检测故障尤为必要。
　　本文采用等效磁网络法建立了二维定转子、一维气隙的7.5kW汽轮发电机模型机场路耦合数学模型，给出了数学推导过程。气隙部分采用变网络结构，转子每旋转一步，定转子之间的气隙磁导支路连接关系及磁导值随定转子表面磁导单元的重合面积变化，以此解决转子运动边界问题。利用该模型机场路耦合数学模型对发电机空载及三相突然短路过程进行了仿真得到相应的空载电压曲线、气隙磁密波形以及空载三相突然短路动态响应曲线，与实验结果对比验证了本文模型的正确性和有效性。
　　分析了转子绕组匝间短路情况下励磁绕组的数学模型，在原有的场路耦合数学模型中对励磁部分进行修改后得到转子匝间短路场路耦合数学模型。该模型能模拟各种故障方式的匝间短路，进而依据气隙磁密及定子并联支路环流为故障特征开展了不同位置、不同程度的转子绕组匝间短路仿真研究，为汽轮发电机转子匝间短路研究提供了一种理论途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 匝间短路分析方法研究动态

1．2．2 等效磁网络法

1．3 课题研究内容

第二章 等效磁网络基本原理

2．1 磁场基本定理

2．2 磁导单元基本结构

2．2．1 无源磁导单元

2．2．2 有源磁导单元

2．3 磁导分类及计算

2．3．1 常值磁导

2．3．2 参数非线性磁导

2．3．3 本质非线性磁导

2．4 本章小结

第3章 汽轮发电机等效磁网络数学模型

3．1 汽轮发电机模型机结构特点

3．2 汽轮发电机绕组传输矩阵

3．1．1 绕组拓扑矩阵

3．1．2 激磁磁势矩阵

3．1．3 绕组磁通矩阵

3．3 场路耦合数学模型

3．3．1 磁场数学分析

3．3．2 电支路绕组数学分析

3．3．3 场路耦合数学模型

3．4 模型仿真与实验验证

3．4．1 空载电压仿真与实测对比分析

3．4．2 空载气隙磁密波形仿真实测对比分析

3．4．3 三相突然短路仿真与实测对比分析

3．5 本章小结

第4章 汽轮发电机匝间短路仿真分析

4．1 励磁绕组匝间短路分析

4．2 不同位置相同程度匝间短路

4．3 相同位置不同程度匝间短路

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 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