隐极同步发电机转子匝间短路时转子不平衡磁拉力特征分析

考虑到转子匝间短路会在定子回路产生与极对数和定子绕组形式有关的偶数次和分数次不平衡电流分量,首先基于不平衡电流谐波分量产生的各次谐波磁动势,推导了转子在定子直角坐标系中不平衡磁拉力(UMP)的表达式,并根据故障时定、转子磁动势的特点,得到了故障后UMP的频率分量表达形式,形成了一套完整的故障时UMP特征分析方法。用该方法对不同极对数的隐极发电机样机转子匝间短路故障进行了分析,并通过基于ANSOFT软件的场路耦合计算得到了故障中转子电磁力的数值结果。仿真结果符合理论分析的UMP特征,验证了所提出的转子受力分析方法的正确性。理论分析与仿真结果均表明,不同极对数和定子绕组形式的发电机故障时转子UMP的谐波特征不同,为机电信息融合的转子匝间短路故障监测奠定了基础。

隐极同步发电机励磁绕组匝间短路的多回路电感参数计算

为了对故障中各种电气量进行准确仿真分析以揭示隐极同步发电机励磁绕组匝间短路的故障机理,需要准确计算电机的各种参数,尤其是与发生匝间短路的励磁绕组有关的电感参数。从隐极同步电机分布式励磁绕组在各极下的单个同心式线圈出发,应用气隙磁导的概念和谐波分析的方法计算与单个励磁线圈有关的电感参数,并按照故障的励磁绕组的实际连接情况进行叠加,得到了与励磁绕组各回路有关的多回路参数模型。该模型考虑了励磁绕组故障回路产生的各种谐波磁场的作用,并通过具体算例间接说明了其合理性。将该参数模型用于励磁绕组匝间短路故障的多回路计算,计算结果与样机实验吻合,验证了参数模型的准确性。

进相试验约束条件下隐极同步发电机进相深度限值分析

在同步发电机进相试验导则基础上,给出了以发电机功角为约束条件的进相深度限值计算方法。它研究了功角限值工况下系统电抗对系统静态稳定的影响,对机端电压和定子电流是否越限进行校核,并给出越限后最大进相深度修正方案。以瑞金电厂1号机组为算例,在不同的升压变高压侧母线电压工况下,绘制了机组进相深度限值随有功出力变化的PQ曲线。考虑进相试验约束条件的计算结果可以为试验人员控制进相深度提供参考,以保障试验过程中机组的安全稳定运行。

隐极同步发电机进相运行功角计算方法初探

提出了隐极同步发电机进相运行功角计算新方法 ,将发电机转子电流引入到功角计算中 ,与常规的计算方法相比 ,具有相对精度较高、计算过程简单的特点。因此 。

船用无刷隐极同步发电机通风发热计算与分析

电机的通风发热计算较复杂,一般计算准确度较差。本文运用经典的通风风路计算与有限元分析计算相结合的方法,对某船用无刷隐极同步发电机的通风发热进行了分析和计算。电机试验结果表明,该计算方法大大提高了电机通风发热计算的准确性,解决了隐极同步发电机设计中的通风发热计算问题。

应用分布磁路法的隐极同步发电机空载气隙磁场解析计算

将分布磁路法应用于隐极同步发电机空载气隙磁场解析计算中,采用分布磁路法充分考虑磁路饱和的影响,在此基础上,通过计算定、转子开槽时气隙相对比磁导函数,进一步分析了定、转子齿槽效应对气隙磁场的影响。对比有限元仿真结果,可以发现利用分布磁路法并考虑齿槽效应的解析计算结果精确度较高,对比不同半径处的气隙磁密计算结果,气隙中心位置处的磁密波形与有限元仿真结果吻合度极高,从而验证了计及定、转子齿槽效应的分布磁路法计算隐极同步发电机空载气隙磁场的有效性和准确性,为该类电机精确设计和性能分析提供了理论基础。

高速隐极同步发电机电磁振动分析及抑制

对高速隐极同步发电机气隙磁场以及径向电磁力波进行有限元仿真计算与分析,研究并总结了不同磁导率磁性槽楔和不同槽分度数对电机电磁激振力的影响规律,形成抑制该类电机电磁振动的优化方案。通过开展高速发电机机脚实测振动频率与电磁激振力波频谱对比研究,验证了径向电磁力波计算与分析的正确性。在此基础上,对优化方案下的电机电磁振动进行预估分析,转子齿谐波振动加速度级降低达13.5 d B,总振级降低4.6 d B,从而验证了优化方案的有效性,相关分析方法和优化措施为抑制该类发电机的电磁振动提供可靠的参考。

隐极整流同步发电机负载气隙磁密分布解析计算

针对隐极整流同步发电机负载气隙磁场解析计算问题,应用分布磁路法,建立交流负载工况下的气隙磁路解析模型,可考虑磁路饱和的影响;应用保角变换法,建立定、转子开槽下的气隙相对比磁导函数,可考虑齿槽效应、绕组槽型结构的影响。通过将解析结果与有限元仿真结果对比表明,考虑齿槽效应后的气隙磁密解析计算波形与有限元仿真得到的结果吻合较好,其中解析计算得到的基波磁密幅值准确度较高,相对误差小于1%,同时采用解析方法的计算时间仅需几十秒,相较于有限元法1个小时以上的计算时长,实现了对负载气隙磁密分布的快速解析计算,从而验证了分布磁路法计算负载工况下气隙磁场的有效性和效率,对该类电机的磁路精确设计和电磁性能分析具有一定的理论指导意义。

三相无刷同步发电机转子绕组不同连接方式可靠性分析

电励磁三相无刷隐极同步发电机可通过改变励磁绕组电流大小改变气隙磁场强度,从而实现宽范围电压调节。转子绕组是三相无刷隐极同步发电机的重要组成部分,其一般采用同心式绕组。并联支路数为1的转子绕组极间、重间连接后,引出线正端与负端在铁心端面固定并直接引出。而并联支路数大于1的转子绕组不仅需要极间、重间连接,还需选择恰当的并联连接方式。不同的连接方式直接影响转子绕组的复杂性与可靠性。以10极5 MW三相无刷隐极同步发电机为例,对并联支路数为2的转子绕组不同连接方式进行比较。结合工艺性与可操作性,选择最优转子绕组连接方式,制作了发电机转子绕组以及样机。结果表明,该连接方式简单可靠,可提高产品工艺性,有效避免转子绕组绝缘故障。

隐极式同步发电机空载电压畸变率的仿真分析

空载电压波形畸变率(THD)是三相隐极式同步发电机运行的重要参数,借助商业软件ANSOFT的RMxprt模块和Maxwell 2D模块,快速建立电机时域仿真模型并进行空载状态瞬态仿真计算。详细介绍了建模步骤、仿真参数加载、时域有限元计算中时间步长选用及注意事项。通过FFT得到THD,并验证结果满足国家标准要求。所用方法对快速分析发电机谐波畸变率有一定参考意义。

隐极发电机阻尼绕组和槽楔对励磁转矩的影响

为了说明在外部稳态不对称情况下,阻尼绕组和阻尼槽楔对同步隐极发电机励磁绕组恒定电磁转矩和二次谐波电磁转矩的影响。首先,在同步隐极发电机正序等效电路和负序等效电路以及正序磁场恒定电磁转矩和负序磁场恒定电磁转矩分析的基础上,推导出一种新型研究同步隐极发电机恒定电磁转矩的解析方法。然后,在磁场相互作用分析的基础上,提出一种分析同步隐极发电机励磁绕组二次谐波电磁转矩的新方法,并用该方法分析了电流不对称度、阻尼绕组和阻尼槽楔对同步隐极发电机励磁绕组二次谐波电磁转矩幅值的影响。最后,为了验证解析分析的正确性,采用时步有限元法进行仿真计算,有限元数值算法的结果与解析分析结果具有良好的一致性。

考虑绕组电势的隐极发电机定子单相接地故障定位方法

目前,三相隐极式同步发电机是世界多数国家火力发电的主要机组,为提高隐极式同步发电机定子单相接地故障定位的准确度和可靠性,本文在考虑了大型隐极发电机绕组电势相位特征的基础上,提出了两种故障定位方法,定位方法一基于考虑绕组电势相位特征后的故障绕组位置表达式,对绕组的故障位置进行判定;定位方法二利用绕组各个匝数故障时零序电压轨迹圆不一致的特点,在故障发生后判别出故障匝数。经仿真验证表明,这两种方法能准确识别故障位置,具有很好的可靠性。

利用微机对发电机转子两点接地保护新原理探讨

本文提出了利用微机实现的隐极同步发电机转子两点接地及匝间短路保护新原理。理论分析表明方案具有较好的故障反映能力。通过电机饱和因素的考虑和采取防误动措施,实现的保护具有高性能。保护已在8086微机上成功地实现。

现场拆装TBB-1000-2Y3型发电机转子护环用感应加热电源的设计与应用

某核电站一期工程汽轮发电机为圣彼得堡电力工厂生产的TBB-1000-2Y3型隐极式同步发电机。该型号发电机转子自2007年投入商运以来,出现绝缘问题较多。文中对转子绕组绝缘缺陷处理的前期准备,即从护环的拆装方法、电源的选取设计等入手进行了介绍。设计了一种全新单相全绝缘变压器解决了核电站现场无拆装护环用非标电源的技术难题,同时总结了感应加热法的经验,供相关人员参考。

用电压降法定位汽轮发电机转子匝间短路

随着机组容量的增加和经常性的调峰,转子匝间短路故障已经成为大型发电机常见的故障之一。本文介绍了隐极式同步发电机转子绕组匝间短路的电压降诊断法,通过测量各个线圈的电压分布,及时发现转子绕组早期匝间短路,定位故障线圈,防止事故的发生,同时电压降法可以提高定位的精确度,大大减少检修工作量,节约检修成本。