大型發(fā)電機內(nèi)部故障仿真與保護配置分析通用軟件設計.pdf

1、近年來隨著我國能源需求不斷增長，一批大型水電站陸續(xù)開工建設，單機容量也越來越大。對這些造價昂貴、容量巨大的大型水輪發(fā)電機配置有效的主保護，對發(fā)電機本身乃至整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行都具有重要意義。由于大型機組采用多分支結(jié)構，不同的主保護配置方案其保護性能存在明顯差異，因此，一般需以發(fā)電機可能發(fā)生的內(nèi)部短路故障形式分析為基礎，通過對發(fā)電機內(nèi)部故障進行全面的仿真計算來確定其主保護的優(yōu)化配置方案。為加快研究進程，滿足工程分析需求，亟需研究開發(fā)大型

2、發(fā)電機內(nèi)部故障仿真與保護配置分析通用軟件。大型發(fā)電機定子繞組結(jié)構復雜，故障形式多樣，短路故障總數(shù)可能近萬種，因此，如何根據(jù)繞組結(jié)構形式，采用計算機技術自動形成內(nèi)部短路故障集是主保護方案研究中需要解決的關鍵技術問題之一。本文結(jié)合大型機組目前廣泛采用的雙層波繞組和疊繞組的結(jié)構形式，對2種繞組形式下內(nèi)部短路故障的通用分析算法進行了研究，開發(fā)了相應的內(nèi)部故障形式分析軟件，能夠自動對這2種繞組形式的機組進行故障形式分析，為仿真計算快捷的提供仿真對

3、象，極大地方便了發(fā)電機主保護優(yōu)化設計工作。同時，也有助于全面了解發(fā)電機實際可能發(fā)生的各種內(nèi)部短路故障情況，對機組的運行維護和結(jié)構完善具有重要的參考價值。
　　 本文以單匝線圈元件為基本單元，建立了發(fā)電機內(nèi)部故障暫態(tài)仿真模型，并結(jié)合工程應用的特點和要求，采用了基于每極轉(zhuǎn)子雙阻尼條的工程實用化簡化計算方法，從而在滿足工程計算精度要求的前提下，大幅提高了發(fā)電機內(nèi)部故障暫態(tài)仿真計算的效率。文中對故障暫態(tài)仿真模型、工程實用化簡化計算方法以

4、及仿真軟件設計等作了詳細介紹。由于大型發(fā)電機采用多分支結(jié)構，中性點連接方式多樣，為確定發(fā)電機主保護優(yōu)化配置方案，需要對不同的主保護配置方案的性能進行比較分析。論文根據(jù)發(fā)電機主保護的研究和應用情況，對目前廣泛采用的幾種發(fā)電機主保護的基本原理和實現(xiàn)方法進行了研究分析，進行了保護配置分析軟件的設計和開發(fā)。文中介紹了軟件的設計思想和基本流程。主保護配置分析軟件在故障形式分析軟件、內(nèi)部故障暫態(tài)仿真軟件基礎上可以快捷、方便的分析各種主保護配置方案的