【摘要】：氣隙靜偏心與定子匝間短路是發(fā)電機的常見故障,對發(fā)電機的正常運行有著重要的影響。本文主要研究在氣隙靜偏心與定子匝間短路復合下,短路程度與短路位置這兩種短路因素對繞組受載的影響,主要包括繞組受到電磁力的頻率成分、幅值和振動響應的變化規(guī)律。本文工作主要結(jié)合理論分析、計算機數(shù)值仿真計算與動模實驗三個方面進行開展。首先,進行理論推導,獲得發(fā)電機短路因素與氣隙磁導和氣隙磁勢之間的聯(lián)系,在此基礎(chǔ)上應用電磁感應定律和歐姆定律得到發(fā)電機繞組電磁力表達式,進而得到相應的短路因素對繞組電磁力的影響,定性分析了不同故障下電磁力的頻率成分和幅值的變化規(guī)律。然后,在Ansoft-AnsysWorkbench平臺中建立了MJF-30-6動模機組的三維有限元仿真模型,模擬了氣隙靜偏心與定子匝間短路復合故障,得到了復合故障不同短路程度和不同短路位置作用下定子繞組電磁力及其力學響應數(shù)據(jù),定量分析了短路程度和短路位置對于繞組電磁力和力學響應變化規(guī)律的影響。最后,通過MJF-30-6動模機組實驗,測得在不同短路程度與不同短路位置下繞組的振動響應數(shù)據(jù),并將實驗結(jié)果與理論解析和計算機仿真結(jié)果進行了對比和驗證,結(jié)果基本一致。論文工作表明,與正常情況相比,氣隙靜偏心與定子短路復合下的短路繞組電磁力直流和偶次諧波幅值急劇增大;繞組電磁力特性及其振動響應與短路程度和短路位置均相關(guān)。從短路程度來看,定子短路程度越大,短路繞組電磁力均值和偶次諧波幅值越大,短路繞組總變形、彈性應變和應力峰值越大;從短路位置來看,短路繞組越靠近氣隙最小處,短路繞組電磁力的均值和偶次諧波幅值越大,短路繞組總變形、彈性應變和應力峰值越大。復合故障下,出現(xiàn)短路的繞組最容易受到破壞,且端部繞組的鼻端、漸開線中部,還有端部與直線段繞組接合處是絕緣最有可能損壞的地方。本文研究成果揭示了發(fā)電機定子繞組電磁力及其振動響應與復合故障構(gòu)成因素的對應關(guān)系,為實際生產(chǎn)中發(fā)電機繞組預防性絕緣制造工藝的改進、運行過程中氣隙靜偏心和定子短路復合故障的監(jiān)測和診斷奠定了基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM31
【圖文】：

發(fā)電機定子繞組電磁力理組電磁力模擬發(fā)電機是雙層短距繞組，該發(fā)電機表 2-1 MJF-30-6 發(fā)電機參數(shù)數(shù)值 動模實驗參3 額定轉(zhuǎn)速220mm 額定電壓605mm 勵磁電流54 功率因數(shù) 72 內(nèi)功率因數(shù)0.5 同步電抗06.28×10-5TA-1主磁勢

圖 2-5 定子繞組匝間短路示意圖機的電樞磁場與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。附加，若忽略高次諧波的影響，該脈振磁1( , ) ( )cos cos1 cos 'cos( ) cosd m d s md m d f t F t pF t p F 路繞組與氣隙最小處的機械夾角，其電機繞組電磁力的影響系數(shù)，其表達1 '1cosss m 出 ρ 值與角度m’的關(guān)系，隨著m’的氣隙最小處的定子繞組發(fā)生匝間短路故處的定子繞組發(fā)生匝間短路故障時，1

【參考文獻】

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本文編號：2726042