誤同期并網(wǎng)及機端突然短路對機組及電網(wǎng)危害嚴(yán)重。故障產(chǎn)生的強大沖擊電流及電磁力會破壞繞組絕緣及定子端部結(jié)構(gòu)件，產(chǎn)生的巨大脈振轉(zhuǎn)矩對機組軸系的沖擊會減少運行壽命。汽輪發(fā)電機由于具有較細(xì)長的軸系，加之機組單機容量大，使得機網(wǎng)動態(tài)問題更為突出。大型同步發(fā)電機在設(shè)計時對機端突然短路及嚴(yán)重的誤同期并網(wǎng)故障都要進行計算，以優(yōu)化軸系設(shè)計。論文基于大型同步發(fā)電機單機無窮大等值系統(tǒng)，建立了機網(wǎng)動態(tài)分析用的場-路-機-網(wǎng)耦合時步有限元仿真模型。發(fā)電機采用二維瞬態(tài)時步有限元模型，充分考慮不同時刻磁場飽和及渦流集膚效應(yīng)等因素的影響；機械軸系采用多質(zhì)量塊彈簧系統(tǒng)模型，考慮各軸段傳遞的扭矩、阻尼轉(zhuǎn)矩及每個質(zhì)量塊轉(zhuǎn)速的不同變化等因素；主變壓器及傳輸線均采用各自電磁暫態(tài)數(shù)學(xué)模型，可考慮輸變電系統(tǒng)參數(shù)的影響。實現(xiàn)了電機二維瞬態(tài)電磁場、外電路、多質(zhì)量塊彈簧系統(tǒng)及電網(wǎng)的耦合。分別采用建立的場-路-機-網(wǎng)耦合模型和PARK方程模型對1250MW半速汽輪發(fā)電機120°和180°誤同期并網(wǎng)進行了對比仿真，獲得了電氣系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的主要物理量，同時還獲得了電機內(nèi)電磁現(xiàn)象的變化規(guī)律。耦合模型因考慮了轉(zhuǎn)速變化、磁場飽和及渦流集膚效應(yīng)等因... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單機無窮大等值系統(tǒng)

f f fJ i /S(2-6)式中，fS 為勵磁繞組截面積。大型發(fā)電機阻尼回路因阻尼形式的不同而不同。對于大型汽輪發(fā)電機，如果轉(zhuǎn)子槽楔下有阻尼條，槽楔和阻尼條均起阻尼作用，其阻尼系統(tǒng)等值電路如圖 2-3 所示，diR 和diL 表示每一段阻尼端環(huán)的電阻與漏電感；wiR 和wiL 為槽楔電阻和電感；kiR 和kiL 為阻尼條電阻和電感；bii 為阻尼條與槽楔電流之和；ii為回路電流；diu 為阻尼條兩端電壓。如果槽楔下無阻尼條，此時只有槽楔起阻尼作用，則將圖 2-3 中kiR 和kiL 串聯(lián)的阻尼條支路斷開。對于大型凸極水輪發(fā)電機，轉(zhuǎn)子上只有阻尼條起阻尼作用，則將圖 2-3 中wiR 和wiL 串聯(lián)的槽楔支路斷開。第 i 根槽楔與阻尼導(dǎo)條直線部分電流密度wiJ 、kiJ 可分別表示為：diwi w wefdiki k kefAuJt lAuJt l (2-7)式中，w 和k 分別為槽楔和阻尼條材料的電導(dǎo)率。

圖 2-4 變壓器及傳輸線等值Fig.2-4 Circuit and reference direction of t傳輸線電壓和電流方程可寫成：Y 1 1 Y 2 2 E U R I E U R I Y 1 I I 式 中 ，1 1 1 1R diag[ R , R , R]、2 R diag[2 2 2 2L diag[ L , L , L]分別為雙回傳輸線路的電T2 2A 2B 2CI [ i , i , i]和TSA SB SCU [ u , u , u]分別為電壓。將式(2-3)帶入式(2-12)，并結(jié)合式(2-14T 1 ef s s s s T 1 ef s s s s [ ( ) ( [ ( ) ( ttk lt k l AG C R R I L AG C R R I L

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]多線棒不完全換位定子繞組環(huán)流損耗的分析計算[J]. 梁艷萍,邊旭,于鴻浩,劉鑫,李藏雪.  中國電機工程學(xué)報. 2013(24)
[3]定子繞組暫態(tài)過程對電力系統(tǒng)大擾動特性的影響[J]. 王紅宇,許國瑞,劉曉芳,康錦萍,羅應(yīng)立.  中國電機工程學(xué)報. 2013(06)
[4]一起非同期合閘造成全站失壓事故分析[J]. 張國榮.  電力安全技術(shù). 2012(10)
[5]超高壓發(fā)電機失磁異步運行磁場分析[J]. 呂艷玲,戈寶軍,陶大軍,張志強,林鵬.  中國電機工程學(xué)報. 2012(06)
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[8]面向系統(tǒng)動態(tài)分析的場路網(wǎng)耦合時步有限元模型[J]. 羅應(yīng)立,胡笳,劉曉芳,王紅宇,康錦萍.  中國電機工程學(xué)報. 2009(33)
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博士論文
[1]系統(tǒng)擾動條件下同步發(fā)電機運行行為的時步有限元研究[D]. 胡笳.華北電力大學(xué)（北京） 2010
[2]自起動永磁電機動態(tài)過程的有限元分析與實驗研究[D]. 李志強.華北電力大學(xué)（北京） 2009

碩士論文
[1]基于Ansoft的發(fā)電機定子端部短路故障分析研究[D]. 王成立.浙江大學(xué) 2011
[2]1000MW級半速汽輪發(fā)電機電磁性能分析與計算[D]. 劉超.哈爾濱理工大學(xué) 2010



本文編號：3217998