水轮发电机定子叠绕组内部故障的暂态分析

发布时间：2017-05-21 12:08

  本文关键词：水轮发电机定子叠绕组内部故障的暂态分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：国民经济迅速发展，用电量逐渐增大，发电机组容量也大量的增加，发电机产生故障的概率也就不断增大。发电机构成了电力系统中最重要的一部分，运行是否稳定非常值得关注。发电机定子绕组故障是发电机故障中发生较为普遍且造成后果很严重的一种故障。 首先，本文对水轮发电机定子内部短路故障的类型进行了分析，针对波绕组、叠绕组的特点，并各取一台发电机为算例，在VB6.0中编写了可以对定子绕组可能发生的故障进行统计的程序。用户利用该软件，只需在界面中输入所需电机参数，就可以对定子内部短路故障的类型、故障发生位置、数目进行自动统计并显示输出。该成果不但形成了使用方便的人机交互界面，并为后续定子故障的分类分析奠定基础。 其次，，在多回路法的理论基础上，本文于Matlab软件中建立了发电机的数学模型。该模型可以对发电机可能发生的故障的短路电流及其波形进行全面的仿真。本文以一台定子绕组形式为叠绕的水轮发电机为算例，仿真了其在并网空载情况下的运行情况。当定子绕组发生同相同分支短路故障、同相不同分支短路故障、相间短路故障时，分别得到了定子各支路的短路电流。进而分析了电流的动态变化，总结了各短路电流在并网空载情况下随短路匝比及故障位置等因素变化的特征及规律。该部分得到的电流数据为接下来的主保护分析提供了充分的理论依据。 最后，本文对比了发电机四种内部主保护的保护原理及性能，针对叠绕组算例发电机，在Matlab程序中对其并网空载时的短路电流进行处理、提取等工作，并将其用于每种主保护方案的灵敏度计算当中。提出了可行的主保护的组合方案并逐一进行了灵敏度校验，综合考虑后最终为其选择推荐一套最优的主保护方案。
【关键词】：水轮发电机 叠绕组 定子内部短路 多回路法 主保护配置
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM312
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 发电机定子内部故障的研究现状11-12
• 1.2.2 发电机内部短路主保护配置方案设计的现状12-13
• 1.3 课题主要研究内容13-14
• 第2章 定子绕组内部故障类型分析与数目统计14-22
• 2.1 定子绕组内部短路类型14-16
• 2.1.1 槽内短路故障14
• 2.1.2 端部短路故障14-16
• 2.2 定子绕组内部短路故障数目统计16-18
• 2.2.1 槽内短路故障16
• 2.2.2 端部短路故障16-18
• 2.3 定子绕组内部短路故障数目统计算法的软件实现18-21
• 2.3.1 软件设计流程18-19
• 2.3.2 仿真结果分析19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 定子绕组内部故障的多回路计算方法22-29
• 3.1 水轮发电机内部故障的数学模型22-26
• 3.1.1 定子正常状态方程22-23
• 3.1.2 转子正常状态方程23-25
• 3.1.3 定子绕组内部故障时的变换矩阵和状态方程25-26
• 3.2 多回路法数学模型暂态方程的求解26-27
• 3.3 多回路仿真设计过程27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第4章 定子叠绕组内部短路故障的暂态仿真分析29-39
• 4.1 短路故障的暂态仿真29-33
• 4.1.1 同相同分支短路故障仿真29-30
• 4.1.2 同相不同分支短路故障仿真30-32
• 4.1.3 相间短路故障仿真32-33
• 4.2 短路故障的规律分析33-38
• 4.2.1 同相同分支短路故障电流随短路匝比的变化规律分析33-34
• 4.2.2 不同分支短路故障电流随短路匝比的变化规律分析34-35
• 4.2.3 故障电流随短路位置的变化规律分析35-38
• 4.3 本章小结38-39
• 第5章 发电机主保护配置方案分析39-55
• 5.1 发电机内部短路主保护的中性点引出方式39-41
• 5.1.1 两个中性点时定子绕组分组方式39-40
• 5.1.2 三个中性点时定子绕组分组方式40-41
• 5.2 发电机内部短路主保护的工作原理及灵敏度分析41-47
• 5.2.1 零序电流型横差保护原理及其灵敏度分析41-43
• 5.2.2 裂相横差保护原理及其灵敏度分析43-45
• 5.2.3 纵差保护原理及其灵敏度分析45-47
• 5.3 主保护配置方案设计47-54
• 5.3.1 发电机主保护方案的提出47-52
• 5.3.2 发电机主保护方案的对比分析52-54
• 5.3.3 发电机主保护建议方案54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张龙照;王祥珩;王维俭;;同步电机定子绕组内部故障规律探讨[J];电工技术学报;1991年01期

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3 欧阳蓓,王祥珩,孙宇光,王维俭;凸极同步发电机定子内部故障的暂态规律探讨[J];电力系统自动化;2000年16期

4 桂林,王祥珩,王维俭;三峡发电机主保护灵敏性的全面分析和讨论[J];电力系统自动化;2002年08期

5 桂林,王维俭,孙宇光,王祥珩,易先举,周强,赵斌,张学深;三峡右岸发电机主保护配置方案设计研究总结[J];电力系统自动化;2005年13期

6 桂林;王祥珩;孙宇光;王维俭;;叠绕组水轮发电机内部故障特点与主保护性能分析[J];电力系统自动化;2010年07期

7 王维俭,桂林,王祥珩,孙宇光,魏玉生;不同型号的发电机应配置不同的主保护[J];电力自动化设备;2002年12期

8 桂林;王祥珩;孙宇光;王维俭;毛江;袁志鹏;木基伟;;向家坝和溪洛渡水电站发电机主保护设计总结[J];电力自动化设备;2010年07期

9 戈宝军;肖士勇;吕艳玲;刘智慧;;水轮发电机定子绕组内部故障暂态电流研究[J];电机与控制学报;2014年03期

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本文编号：383586