基于Ansoft的發(fā)電機定子端部短路故障分析研究.pdf

1、發(fā)電機是電力系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的電氣設(shè)備，它的穩(wěn)定運行對整個電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定至關(guān)重要。發(fā)電機定子端部發(fā)生短路故障時，短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值，并引起阻尼條過熱，危害發(fā)電機的安全。因此，發(fā)電機定子短路故障分析的研究具有重要的理論與應(yīng)用價值。
　　 首先，本文對同步發(fā)電機定子短路故障進(jìn)行了定性分析，根據(jù)同步發(fā)電機的基本理論對發(fā)電機短路故障后的定、轉(zhuǎn)子電流的計算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，并討論了不同定子繞組短路故障下的短路電流的變化情況。同時對定

2、子三相短路、兩相短路和單相接地短路進(jìn)行了計算和分析。
　　 其次，結(jié)合同步發(fā)電機電磁場理論，推導(dǎo)出基于矢量磁位A的，并考慮各類邊界條件的水輪發(fā)電機運動電磁場的邊值問題。采用三角元剖分和線性插值，用Galerkin法建立了有限元離散化方程，對時步有限元求解過程中遇到的運動問題進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了模型中靜止域和旋轉(zhuǎn)域應(yīng)滿足的接口條件，并提出了本文在有限元求解中處理運動問題的方法，即時間步長和空間步長相結(jié)合的方法，完善了有限元法在同步發(fā)

3、電機電磁場分析中的理論研究工作，為時步有限元模型的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 最后，本文采用Ansoft有限元軟件對225MW水輪發(fā)電機定子端部短路故障進(jìn)行了分析，建立了場、路、運動直接耦合的時步有限元模型，通過改變定子外電路方程來模擬不同定子端部故障，得到了水輪發(fā)電機定子繞組端部三相短路、兩相短路和單相接地短路下的定子繞組電流。根據(jù)阻尼條中電流和損耗的計算模型，得到了上述故障下阻尼條中的電流和損耗分布，其中定子不對稱故障下阻尼