基于Ansoft的發(fā)電機(jī)定子端部短路故障分析研究.pdf

1、發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的電氣設(shè)備，它的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定至關(guān)重要。發(fā)電機(jī)定子端部發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值，并引起阻尼條過熱，危害發(fā)電機(jī)的安全。因此，發(fā)電機(jī)定子短路故障分析的研究具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值。
　　 首先，本文對(duì)同步發(fā)電機(jī)定子短路故障進(jìn)行了定性分析，根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的基本理論對(duì)發(fā)電機(jī)短路故障后的定、轉(zhuǎn)子電流的計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，并討論了不同定子繞組短路故障下的短路電流的變化情況。同時(shí)對(duì)定

2、子三相短路、兩相短路和單相接地短路進(jìn)行了計(jì)算和分析。
　　 其次，結(jié)合同步發(fā)電機(jī)電磁場(chǎng)理論，推導(dǎo)出基于矢量磁位A的，并考慮各類邊界條件的水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)電磁場(chǎng)的邊值問題。采用三角元剖分和線性插值，用Galerkin法建立了有限元離散化方程，對(duì)時(shí)步有限元求解過程中遇到的運(yùn)動(dòng)問題進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了模型中靜止域和旋轉(zhuǎn)域應(yīng)滿足的接口條件，并提出了本文在有限元求解中處理運(yùn)動(dòng)問題的方法，即時(shí)間步長(zhǎng)和空間步長(zhǎng)相結(jié)合的方法，完善了有限元法在同步發(fā)

3、電機(jī)電磁場(chǎng)分析中的理論研究工作，為時(shí)步有限元模型的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 最后，本文采用Ansoft有限元軟件對(duì)225MW水輪發(fā)電機(jī)定子端部短路故障進(jìn)行了分析，建立了場(chǎng)、路、運(yùn)動(dòng)直接耦合的時(shí)步有限元模型，通過改變定子外電路方程來模擬不同定子端部故障，得到了水輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部三相短路、兩相短路和單相接地短路下的定子繞組電流。根據(jù)阻尼條中電流和損耗的計(jì)算模型，得到了上述故障下阻尼條中的電流和損耗分布，其中定子不對(duì)稱故障下阻尼