核电半速汽轮发电机误同期并网及机端突然短路研究
发布时间：2021-06-08 07:54
误同期并网及机端突然短路对机组及电网危害严重。故障产生的强大冲击电流及电磁力会破坏绕组绝缘及定子端部结构件，产生的巨大脉振转矩对机组轴系的冲击会减少运行寿命。汽轮发电机由于具有较细长的轴系，加之机组单机容量大，使得机网动态问题更为突出。大型同步发电机在设计时对机端突然短路及严重的误同期并网故障都要进行计算，以优化轴系设计。论文基于大型同步发电机单机无穷大等值系统，建立了机网动态分析用的场-路-机-网耦合时步有限元仿真模型。发电机采用二维瞬态时步有限元模型，充分考虑不同时刻磁场饱和及涡流集肤效应等因素的影响；机械轴系采用多质量块弹簧系统模型，考虑各轴段传递的扭矩、阻尼转矩及每个质量块转速的不同变化等因素；主变压器及传输线均采用各自电磁暂态数学模型，可考虑输变电系统参数的影响。实现了电机二维瞬态电磁场、外电路、多质量块弹簧系统及电网的耦合。分别采用建立的场-路-机-网耦合模型和PARK方程模型对1250MW半速汽轮发电机120°和180°误同期并网进行了对比仿真，获得了电气系统和机械系统的主要物理量，同时还获得了电机内电磁现象的变化规律。耦合模型因考虑了转速变化、磁场饱和及涡流集肤效应等因...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单机无穷大等值系统
f f fJ i /S(2-6)式中，fS 为励磁绕组截面积。大型发电机阻尼回路因阻尼形式的不同而不同。对于大型汽轮发电机，如果转子槽楔下有阻尼条，槽楔和阻尼条均起阻尼作用，其阻尼系统等值电路如图 2-3 所示，diR 和diL 表示每一段阻尼端环的电阻与漏电感；wiR 和wiL 为槽楔电阻和电感；kiR 和kiL 为阻尼条电阻和电感；bii 为阻尼条与槽楔电流之和；ii为回路电流；diu 为阻尼条两端电压。如果槽楔下无阻尼条，此时只有槽楔起阻尼作用，则将图 2-3 中kiR 和kiL 串联的阻尼条支路断开。对于大型凸极水轮发电机，转子上只有阻尼条起阻尼作用，则将图 2-3 中wiR 和wiL 串联的槽楔支路断开。第 i 根槽楔与阻尼导条直线部分电流密度wiJ 、kiJ 可分别表示为：diwi w wefdiki k kefAuJt lAuJt l (2-7)式中，w 和k 分别为槽楔和阻尼条材料的电导率。
图 2-4 变压器及传输线等值Fig.2-4 Circuit and reference direction of t传输线电压和电流方程可写成：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]分别为双回传输线路的电T2 2A 2B 2CI [ i , i , i]和TSA SB SCU [ u , u , u]分别为电压。将式(2-3)带入式(2-12)，并结合式(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
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步发电机不对称运行工况阻尼绕组电流的计算[J]. 戈宝军,李明哲,孙玉田,李金香,胡丽杰. 中国电机工程学报. 2013(27)
[2]多线棒不完全换位定子绕组环流损耗的分析计算[J]. 梁艳萍,边旭,于鸿浩,刘鑫,李藏雪. 中国电机工程学报. 2013(24)
[3]定子绕组暂态过程对电力系统大扰动特性的影响[J]. 王红宇,许国瑞,刘晓芳,康锦萍,罗应立. 中国电机工程学报. 2013(06)
[4]一起非同期合闸造成全站失压事故分析[J]. 张国荣. 电力安全技术. 2012(10)
[5]超高压发电机失磁异步运行磁场分析[J]. 吕艳玲,戈宝军,陶大军,张志强,林鹏. 中国电机工程学报. 2012(06)
[6]双馈感应发电机三相短路电流解析计算模型[J]. 石一辉,鲁宗相,闵勇,乔颖,陈惠粉. 电力系统自动化. 2011(08)
[7]某电厂非同期合闸事故分析报告[J]. 温玲玲,邵玉,李晓丹,苏晓倩,王凯. 现代商贸工业. 2010(21)
[8]面向系统动态分析的场路网耦合时步有限元模型[J]. 罗应立,胡笳,刘晓芳,王红宇,康锦萍. 中国电机工程学报. 2009(33)
[9]汽轮发电机时步有限元计算参数对大扰动仿真结果的影响[J]. 胡笳,罗应立,刘晓芳,王红宇,孙玉田. 中国电机工程学报. 2009(27)
[10]1000MW汽轮发电机三相短路后灭磁仿真[J]. 陈贤明,王伟,吕宏水,刘国华,朱晓东. 电力设备. 2008(11)
博士论文
[1]系统扰动条件下同步发电机运行行为的时步有限元研究[D]. 胡笳.华北电力大学（北京） 2010
[2]自起动永磁电机动态过程的有限元分析与实验研究[D]. 李志强.华北电力大学（北京） 2009
硕士论文
[1]基于Ansoft的发电机定子端部短路故障分析研究[D]. 王成立.浙江大学 2011
[2]1000MW级半速汽轮发电机电磁性能分析与计算[D]. 刘超.哈尔滨理工大学 2010
本文编号：3217998
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单机无穷大等值系统
f f fJ i /S(2-6)式中，fS 为励磁绕组截面积。大型发电机阻尼回路因阻尼形式的不同而不同。对于大型汽轮发电机，如果转子槽楔下有阻尼条，槽楔和阻尼条均起阻尼作用，其阻尼系统等值电路如图 2-3 所示，diR 和diL 表示每一段阻尼端环的电阻与漏电感；wiR 和wiL 为槽楔电阻和电感；kiR 和kiL 为阻尼条电阻和电感；bii 为阻尼条与槽楔电流之和；ii为回路电流；diu 为阻尼条两端电压。如果槽楔下无阻尼条，此时只有槽楔起阻尼作用，则将图 2-3 中kiR 和kiL 串联的阻尼条支路断开。对于大型凸极水轮发电机，转子上只有阻尼条起阻尼作用，则将图 2-3 中wiR 和wiL 串联的槽楔支路断开。第 i 根槽楔与阻尼导条直线部分电流密度wiJ 、kiJ 可分别表示为：diwi w wefdiki k kefAuJt lAuJt l (2-7)式中，w 和k 分别为槽楔和阻尼条材料的电导率。
图 2-4 变压器及传输线等值Fig.2-4 Circuit and reference direction of t传输线电压和电流方程可写成：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]分别为双回传输线路的电T2 2A 2B 2CI [ i , i , i]和TSA SB SCU [ u , u , u]分别为电压。将式(2-3)带入式(2-12)，并结合式(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
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步发电机不对称运行工况阻尼绕组电流的计算[J]. 戈宝军,李明哲,孙玉田,李金香,胡丽杰. 中国电机工程学报. 2013(27)
[2]多线棒不完全换位定子绕组环流损耗的分析计算[J]. 梁艳萍,边旭,于鸿浩,刘鑫,李藏雪. 中国电机工程学报. 2013(24)
[3]定子绕组暂态过程对电力系统大扰动特性的影响[J]. 王红宇,许国瑞,刘晓芳,康锦萍,罗应立. 中国电机工程学报. 2013(06)
[4]一起非同期合闸造成全站失压事故分析[J]. 张国荣. 电力安全技术. 2012(10)
[5]超高压发电机失磁异步运行磁场分析[J]. 吕艳玲,戈宝军,陶大军,张志强,林鹏. 中国电机工程学报. 2012(06)
[6]双馈感应发电机三相短路电流解析计算模型[J]. 石一辉,鲁宗相,闵勇,乔颖,陈惠粉. 电力系统自动化. 2011(08)
[7]某电厂非同期合闸事故分析报告[J]. 温玲玲,邵玉,李晓丹,苏晓倩,王凯. 现代商贸工业. 2010(21)
[8]面向系统动态分析的场路网耦合时步有限元模型[J]. 罗应立,胡笳,刘晓芳,王红宇,康锦萍. 中国电机工程学报. 2009(33)
[9]汽轮发电机时步有限元计算参数对大扰动仿真结果的影响[J]. 胡笳,罗应立,刘晓芳,王红宇,孙玉田. 中国电机工程学报. 2009(27)
[10]1000MW汽轮发电机三相短路后灭磁仿真[J]. 陈贤明,王伟,吕宏水,刘国华,朱晓东. 电力设备. 2008(11)
博士论文
[1]系统扰动条件下同步发电机运行行为的时步有限元研究[D]. 胡笳.华北电力大学（北京） 2010
[2]自起动永磁电机动态过程的有限元分析与实验研究[D]. 李志强.华北电力大学（北京） 2009
硕士论文
[1]基于Ansoft的发电机定子端部短路故障分析研究[D]. 王成立.浙江大学 2011
[2]1000MW级半速汽轮发电机电磁性能分析与计算[D]. 刘超.哈尔滨理工大学 2010
本文编号：3217998
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