大型同步发电机稳态磁场非线性特性及运行特性的计算研究

摘要

该论文系统地研究了同步发电机在考虑磁场非线性的影响下各种特性曲线的计算方法,并与不计磁场非线性时的结果进行比较,分析了磁场非线性对同步发电机运行特性的影响以及可能引起磁场非线性的因素,并研究在考虑三元变量作用下采用插值法估算同步发电机的励磁电流和功角.该论文主要研究成功如下:1.丰镇电厂1＃发电机进相运行试验技术报告为参考,验证了有限元计算程序在计算200MW发电机时的可靠性和精确性.2.通过对同步发电机各种运行曲线的计算,在已有文献的基础上更进一步分析了铁磁材料饱和以及磁场畸变对同步发电机运行特性和参数的影响;求出了空载特性曲线和零功率负载特性曲线,在不同的电枢电流下计算得到的波梯电抗不同;求出了功角特性曲线,与不计饱和时的功角特性曲线相比较,功角稳定极限小于90°;求出无功调节曲线,与不计饱和时相比较,U型曲线向右偏移.3.在已有的非线性有限元方程求解方法的基础上,利用现有的计算条件,该论文计算了若干典型工况的磁场分布,通过对这些计算结果的分析,研究的同步发电机端部运行参数对磁场非线性的影响.4.根据已有的计算结果,采用三元插值法估算同步发电机的励磁电流和功角.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1同步发电机饱和模型及运行特性的重要意义

§1.2国内外研究现状

§1.2.1有限元法在同步发电机饱和参数计算中的应用

§1.2.2同步发电机运行特性的研究

§1.3本文问题的提出，研究内容及主要贡献

§1.3.1问题的提出

§1.3.2本文的主要工作

§1.3.3本文的主要成果

第二章同步发电机参数的数值计算方法与磁场非线性理论分析

§2.1计及饱和时有限元法计算汽轮发电机磁场的基本方法

§2.1.1基本假定

§2.1.2采用有限元方法计算二维磁场的数学模型

§2.1.3同步发电机内饱和磁场以及相关电气量的计算

§2.2引起磁场非线性的因素

§2.2.1铁磁材料饱和对磁场非线性的影响

§2.2.1磁场畸变引起的非线性

第三章有限元方法的可靠性验证

§3.1 QFSN-200-2型汽轮发电机参数

§3.2空载试验数据

§3.3负载运行试验数据

第四章：同步发电机的运行特性的数值计算方法

§4.1短路特性

§4.1.1传统理论方法计算汽轮同步发电机的短路特性曲线

§4.1.2有限元法计算汽轮同步发电机的短路特性曲线

§4.1.3实测汽轮同步发电机的短路特性曲线

§4.1.4三组数据相比较

§4.2零功率负载特性曲线和波梯电抗

§4.2.1空载特性

§4.2.2输出感性无功时波梯电抗的确定

§4.3无功功率调节特性-U形曲线

§4.3.1 U形曲线特性分析

§4.3.2相同电压不同有功下的U型曲线族

§4.3.3相同有功不同电压下的U型曲线族

§4.3.4 U型曲线的不同方法计算对比

§4.4功角特性

第五章三元插值法估计励磁电流

§5.1发电机端部变量与内部变量的关系

§5.2三元插值法估计励磁电流

第六章结论

致谢

参考文献