气隙静偏心与定子匝间短路复合下短路因素对绕组受载的影响

发布时间：2020-06-22 18:03

【摘要】：气隙静偏心与定子匝间短路是发电机的常见故障,对发电机的正常运行有着重要的影响。本文主要研究在气隙静偏心与定子匝间短路复合下,短路程度与短路位置这两种短路因素对绕组受载的影响,主要包括绕组受到电磁力的频率成分、幅值和振动响应的变化规律。本文工作主要结合理论分析、计算机数值仿真计算与动模实验三个方面进行开展。首先,进行理论推导,获得发电机短路因素与气隙磁导和气隙磁势之间的联系,在此基础上应用电磁感应定律和欧姆定律得到发电机绕组电磁力表达式,进而得到相应的短路因素对绕组电磁力的影响,定性分析了不同故障下电磁力的频率成分和幅值的变化规律。然后,在Ansoft-AnsysWorkbench平台中建立了MJF-30-6动模机组的三维有限元仿真模型,模拟了气隙静偏心与定子匝间短路复合故障,得到了复合故障不同短路程度和不同短路位置作用下定子绕组电磁力及其力学响应数据,定量分析了短路程度和短路位置对于绕组电磁力和力学响应变化规律的影响。最后,通过MJF-30-6动模机组实验,测得在不同短路程度与不同短路位置下绕组的振动响应数据,并将实验结果与理论解析和计算机仿真结果进行了对比和验证,结果基本一致。论文工作表明,与正常情况相比,气隙静偏心与定子短路复合下的短路绕组电磁力直流和偶次谐波幅值急剧增大;绕组电磁力特性及其振动响应与短路程度和短路位置均相关。从短路程度来看,定子短路程度越大,短路绕组电磁力均值和偶次谐波幅值越大,短路绕组总变形、弹性应变和应力峰值越大;从短路位置来看,短路绕组越靠近气隙最小处,短路绕组电磁力的均值和偶次谐波幅值越大,短路绕组总变形、弹性应变和应力峰值越大。复合故障下,出现短路的绕组最容易受到破坏,且端部绕组的鼻端、渐开线中部,还有端部与直线段绕组接合处是绝缘最有可能损坏的地方。本文研究成果揭示了发电机定子绕组电磁力及其振动响应与复合故障构成因素的对应关系,为实际生产中发电机绕组预防性绝缘制造工艺的改进、运行过程中气隙静偏心和定子短路复合故障的监测和诊断奠定了基础。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM31
【图文】：

发电机定子绕组电磁力理组电磁力模拟发电机是双层短距绕组，该发电机表 2-1 MJF-30-6 发电机参数数值 动模实验参3 额定转速220mm 额定电压605mm 励磁电流54 功率因数 72 内功率因数0.5 同步电抗06.28×10-5TA-1主磁势

图 2-5 定子绕组匝间短路示意图机的电枢磁场与转子同步旋转。附加，若忽略高次谐波的影响，该脉振磁1( , ) ( )cos cos1 cos 'cos( ) cosd m d s md m d f t F t pF t p F 路绕组与气隙最小处的机械夹角，其电机绕组电磁力的影响系数，其表达1 '1cosss m 出 ρ 值与角度m’的关系，随着m’的气隙最小处的定子绕组发生匝间短路故处的定子绕组发生匝间短路故障时，1

【参考文献】

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本文编号：2726042