发电机定子单相接地故障下定子铁芯的电弧烧损过程

针对发电机定子单相接地故障导致定子铁芯烧损的问题,提出了基于电弧模型和定子铁芯温度场模型的仿真分析方法。首先,根据单相接地等值电路构建电弧模型,分析电路参数对电弧电压和电弧功率的影响。其次,建立定子铁芯温度场模型,利用有限元法计算电弧功率、故障时间等参数不同时铁芯的烧熔体积。仿真结果表明,电弧功率与接地故障电流大小、铁芯烧熔体积与电弧功率呈近似线性关系。最后,分析定子铁芯燃弧烧损试验数据,提出电弧功率模型,修正温度场模型,明确铁芯烧熔体积与接地故障电流大小的关系,并通过仿真与试验对比验证仿真分析方法的有效性。结合电弧烧损铁芯的仿真和试验以及电机制造厂家的铁芯局部修复水平,可以确定大型发电机的接地故障电流允许值最大为25 A。