本文選題：水輪發(fā)電機(jī) + 不對稱運(yùn)行��； 參考：《哈爾濱理工大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：大型水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中不可避免地會出現(xiàn)不對稱運(yùn)行工況,此時電機(jī)三相電樞繞組中會出現(xiàn)負(fù)序電流。負(fù)序電流對水輪發(fā)電機(jī)造成損害的事故時有發(fā)生。隨著近年來水輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的不斷增加,負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的損害亦隨之增大。阻尼繞組能夠減小負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子造成的損害,提高發(fā)電機(jī)承載不對稱負(fù)荷的能力,是水輪發(fā)電機(jī)內(nèi)的重要部件。研究水輪發(fā)電機(jī)在不對稱運(yùn)行時的阻尼繞組電流,對分析水輪發(fā)電機(jī)的負(fù)序運(yùn)行特性、提高負(fù)序運(yùn)行能力具有至關(guān)重要的作用。 本文首先對水輪發(fā)電機(jī)不對稱運(yùn)行條件下的阻尼繞組電流計(jì)算方法進(jìn)行了研究。采用場路耦合法,建立了計(jì)算水輪發(fā)電機(jī)在不對稱運(yùn)行工況下阻尼繞組電流的數(shù)學(xué)模型。這種方法能夠考慮發(fā)電機(jī)內(nèi)定子鐵心開槽與轉(zhuǎn)子極靴形狀對阻尼條電流產(chǎn)生的影響,并能計(jì)及磁場飽和,具有計(jì)算準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。但是以往人們在利用場路耦合法計(jì)算水輪發(fā)電機(jī)阻尼繞組電流時,對阻尼繞組端部通常采用解析簡化的方式來進(jìn)行處理。這種方法適用于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的水輪發(fā)電機(jī),可當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化時,這種解析簡化阻尼繞組端部的方法,就會給阻尼繞組電流的計(jì)算帶來較大誤差。 本文提出一種改進(jìn)的計(jì)算方法,利用數(shù)值法求解阻尼繞組端部電磁場,結(jié)合場路耦合數(shù)學(xué)模型,以計(jì)算擁有特殊轉(zhuǎn)子端部結(jié)構(gòu)的凸極同步發(fā)電機(jī)阻尼繞組電流。該方法能夠詳盡考慮阻尼繞組端部對阻尼繞組電流所產(chǎn)生的影響,不僅適用于計(jì)算傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)大型水輪發(fā)電機(jī)的阻尼繞組電流,還適用于計(jì)算擁有特殊端部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的凸極同步發(fā)電機(jī)阻尼繞組電流。拓展了場路耦合法在阻尼繞組電流計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。 利用一臺可通過無線局域網(wǎng)直接測量阻尼繞組電流瞬時值的試驗(yàn)樣機(jī)對本文計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,本文對發(fā)電機(jī)在不對稱運(yùn)行時的阻尼繞組電流諧波進(jìn)行了詳盡的計(jì)算和研究。將不對稱運(yùn)行時電機(jī)內(nèi)的磁場進(jìn)行解耦,分別探討了發(fā)電機(jī)勵磁電流形成的主磁場、電樞繞組電流形成的正序磁場、負(fù)序磁場對阻尼繞組電流諧波及其在阻尼條內(nèi)的分布所產(chǎn)生的影響。并通過與線性磁場假設(shè)條件下的計(jì)算結(jié)果對比,分析了發(fā)電機(jī)內(nèi)磁場飽和對阻尼條電流諧波所產(chǎn)生的影響�？偨Y(jié)了阻尼繞組電流諧波在電機(jī)內(nèi)不同磁場作用下的分布規(guī)律。 最后,本文為了分析大型水輪發(fā)電機(jī)阻尼繞組電流對轉(zhuǎn)子的損耗與發(fā)熱所產(chǎn)生的影響,以一臺350MW水輪發(fā)電機(jī)真機(jī)為例,對該電機(jī)在穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)不對稱運(yùn)行工況下的阻尼繞組電流、損耗及其發(fā)熱進(jìn)行了計(jì)算和研究。在計(jì)算瞬態(tài)負(fù)序運(yùn)行工況的過程中,提出了一種利用發(fā)電機(jī)三相電樞繞組電流瞬時值曲線提取發(fā)電機(jī)瞬態(tài)負(fù)序電流有效值的方法。并根據(jù)中國水輪發(fā)電機(jī)基本技術(shù)條件中對瞬態(tài)負(fù)序運(yùn)行中的規(guī)定,計(jì)算了發(fā)電機(jī)在規(guī)定短路運(yùn)行時間內(nèi),由阻尼條發(fā)熱對轉(zhuǎn)子磁極溫度場所產(chǎn)生的影響。
[Abstract]:In recent years , the damage caused by negative sequence current to the generator rotor is caused by negative sequence current . The damping winding can reduce the damage caused by negative sequence current to the generator rotor and improve the capacity of the generator to bear the asymmetric load .

In this paper , the current calculation method of damping winding under asymmetric operation conditions of hydro - generator is studied firstly . The mathematical model of damping winding current is set up by field - path coupling method .

This paper presents an improved method for calculating damping winding current of salient pole synchronous generator with special rotor end structure by using numerical method to calculate the current of damping winding of salient pole synchronous generator with special rotor end structure . The method is suitable for calculating damping winding current of traditional structure large water wheel generator , and is suitable for calculating damping winding current of salient pole synchronous generator with special end structure rotor .

In this paper , the influence of the magnetic field saturation on the damping winding current harmonics and its distribution in the damping strip is analyzed . The distribution law of the damping winding current harmonics under different magnetic fields in the motor is analyzed .

At last , in order to analyze the influence of damping winding current on rotor loss and heat generation , a 350 MW water turbine generator is used as an example . In the process of calculating transient negative sequence operating condition , a method for extracting effective value of transient negative sequence current of generator is presented in this paper .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM312

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1846560