用有限元法计算300 MW六相同步发电机短路电流和电磁转矩

针对六相同步发电机定子绕组采用双Y移30°相带绕组结构进行了分析。指出此种结构定子上装设有两套Y接的三相绕组,两套绕组在空间上错开30°电角度,且有磁耦联系,其短路暂态比较复杂,6个出线端共有17种不同的短路工况。利用有限元法对300 MW六相同步发电机不同短路工况进行了计算与分析,获得了相应的短路电流和电磁转矩,同时指出了最严重短路工况的状态,方便工程应用。     

三角形接线感应调压器的短路分析

1前言与变压器不同,调压器在调节输出电压的过程中,实质上初次级的变比是变化的,所以即使二次短路电流保持不变,也始终为二次额定输出电流,在I2K=I2N=1的条件下,相应的一次短路电压U1K、一次输入短路电流I1K以及短路损耗PK都是随调压器的调节角β而变化。本文中拟求证上述参数随β的变     

三相直接自耦联结全调程感应调压器温升试验新方法

1前言 感应调压器现行温升试验方法有三种:直接负载法、互馈法和短路法.这三种方法各有其缺陷:直接负载法试验虽然准确,但负载及电源(尤其是大容量调压器)投资昂贵,绝大多数生产大容量调压器的制造企业无法承受;互馈法试验时必须同时制造两台产品,单台无法进行试验;短路法试验时将空载损耗送入绕组,明显是张冠李戴,准确度低.     

基于短路电抗与振动信号联合分析的变压器绕组变形诊断

通过单一信息对变压器绕组变形状态进行监测限制颇多,为使诊断结果更加准确可信,在变压器绕组电气特性与机械特性分析的基础上,结合变压器绕组短路电抗及油箱振动信号,从电气信息及振动信息中提取对绕组形变具有区分度的特征量,构建多信息诊断模型进行绕组变形诊断。具体方法为将短路电抗变化率、振动信号小波包分解后的"频段–能量–欧氏距离"及振动信号主频标准偏差相关量组成表征变压器绕组状态的特征向量,而后设定基准向量,求取特征向量与基准向量的夹角作为表征绕组变形程度的诊断量。针对该文试验变压器B相绕组,其正常状态、85%短路冲击电流冲击后、100%短路冲击电流冲击后、模拟故障状态的特征角度分别为0°、6.421 7°、17.820 5°、28.058 8°。试验结果表明该方法对绕组变形有较好的诊断效果,随着绕组状态的恶化,特征角度不断增大且梯度明显,对单独使用短路电抗变化率不能区分的较小形变也有区分度。     

电力变压器设计与计算(24)

5.4 解析法计算变压器短路电抗 上面讨论的变压器短路电抗计算方法,对于双绕组变压器而言,是比较直观的.而对于多绕组变压器,尤其是对有载调压自耦变压器,电抗计算是十分复杂的,如带有单独调压器或旁柱上套有调压绕组的情况,除与主柱上有磁和电的联系外,与辅变或旁柱还有电的联系.有时在双绕组工作状态下,参与工作的物理绕组可多达五、六个,使电抗计算大为复杂.在这种情况下,采用解析法来分析和推导短路电抗,具有清晰的物理概念和十分直观的线性方程组.     

用工频交流电检查电机绕组的匝间短路与接地

1 查找故障的方法 用工频交流电检查电机的匝间短路与接地简单易行,十分有效,并且不会对电机绕组造成任何损害,适合电机的制造与修理现场,现将检查原理及方法介绍如下。 1.1 使用仪器 使用的电源、设备及仪表为380V或220V工频交流电、调压器、电压表、电流表。 1.2 测量原理 绕组匝间短路用交流电来检查,其实质是通过测量交流电压、电流得出绕组阻抗,与同类正常绕组相比以确定其是否存在匝间短路。测量原理电路如图1所示。     

如何修理三相感应调压器

三相感应调压器在结构上与三相绕线式异步电动机相同，只是它的定、转子绕组除了磁场的藕合外，还有电的联接。它的转子被一套蜗轮杆（半个蜗轮）卡住，只能在１８０°范围内转动，通过移动转子位置可平滑地调节输出电压大小，其通常情况作降压调压器使用。当定子绕组（一...     

调压器技术问答(2)

3 移圈调压器 3.1 移圈调压器的工作原理怎样? 移圈凋压器的电磁原理与结构和一般变压器相似.它是由组装在同一铁心柱上下两端且一次匝数相等的两个变压器反向串接而成,通过铁心窗口上下形成各自的磁路,如图9和图10所示.铁心柱上端的一个变压器称主变压器,可以是自耦式或双圈式,一次绕组N1称主绕组,一端与电源X连接,二次绕组与负载连接.铁心柱下端的一个变压器称辅助变压器,双圈式,一次绕组N1'称辅助绕组(与N1反向串接),一端与电源A连接,二次绕组N3自身短路,称动绕组.     

多物理场耦合下不同短路与接地故障对变压器绕组状态影响的仿真研究

为研究不同短路与接地故障对变压器多次冲击后绕组状态的影响,基于变压器电、磁、热、力物理场理论,搭建了三相变压器的三维模型,考虑了温度对绕组材料属性的影响,采用迭代方法对电磁-热场进行了双向耦合仿真,然后将各故障类型下的电、磁和温度等物理量导入瞬态结构场,实现了绕组形变位移的仿真计算。结果表明,变压器内部的最大漏磁密对应故障为低压侧三相短路;绕组中部线饼服从整体磁密分布,其余部分线饼呈现一端大,另一端小的分布规律;绕组最高温度对应故障为低压侧三相短路,最高温度为97.36℃,位于A相低压绕组0°处;单次冲击下,位移最大对应故障为低压侧三相短路,其出现在高压绕组-20°～20°范围、高度1/3～2/3范围内;多次冲击后,绕组最大累积位移对应故障为低压侧两相接地,累积位移随冲击次数的增加而增加,直至趋于饱和。研究为变压器的多物理场耦合数值仿真提供参考。     

调压器

调压器２接触调压器２．１接触调压器的工作原理接触调压器的基本电磁原理与变压器相同,它是借助于一组可滑动或滚动的电刷在绕组的磨光导电表面上接触位置的改变,来改变一、二次绕组的电压比,达到调整负载电压的目的。接触调压器联结原理图如图２所示。（ａ）单层绕组...     

十二相混合励磁发电机低速工况下稳态短路电流计算与试验研究

针对十二相四Y移15°混合励磁发电机,给出了低速、不同Y绕组三相短路情况下的稳态短路电流表达式,采用三维有限元法对稳态短路电流进行了仿真计算,并在样机上进行了试验验证。研究结果表明:在低速情况下,定子电阻对稳态短路电流具有决定性影响,不同Y绕组三相稳态短路电流均可近似表达为每相空载反电动势有效值与定子电阻之比;稳态短路电流的理论计算值、仿真值与实测值符合的较好,证明了低速稳态短路电流计算方法的正确性。     

油浸式变压器漏磁场及绕组短路振动分析

变压器是保障电网安全可靠运行的关键电磁设备，而短路电流引起的电动力和振动对变压器具有巨大的潜在危害。本文作者针对一台三相双绕组油浸式变压器，基于COMSOL软件计算了漏磁场分布以及绕组短路电动力；构建了高压绕组“质量块-弹簧-阻尼”模型，并采用Newmark-β法对绕组振动进行了计算。研究结果表明，高压绕组在高度1/4和3/4处的轴向振动最为剧烈，此位置是高压绕组发生短路时最容易受到损坏的位置，设计时应加强机械强度。     

轴向磁通反作用飞轮电机PCB绕组损耗优化研究

基于目前的卫星姿态控制反作用飞轮空间利用率低的现状,提出了一种基于PCB绕组和轴向磁通的超薄反作用飞轮,可以较大地提升飞轮空间利用率。根据PCB绕组的特点对PCB绕组的损耗进行了数值分析和有限元分析。首先采用数值分析的方法分析了PCB绕组涡流损耗和环流损耗的机理,然后又通过三维有限元方法,对不同的PCB绕组导体的并联情况和PCB绕组端部短路情况展开损耗研究。通过有限元仿真可以发现:PCB绕组在电流较大的情况下,建议采取多导体并联,其中在采取与PCB平面垂直的方向上并联,抑制损耗效果最为明显,但多层的PCB成本相对较高。在PCB同一层并联的情况下,多个并联导体忌在绕组端部采取短路,一旦采用单端短路结构,应该使被端部短路的多条支路在空间上差180°电角度。该研究对设计基于PCB绕组结构的永磁电机具有一定的指导意义。     

十二相整流同步发电机同组星形连接绕组的相间短路故障

十二相整流同步发电机系统的安全可靠运行意义重大,分析了该系统中4Y移15°的定子绕组可能出现的一种内部故障——发生在同组星形连接三相绕组之间的内部相间短路。首先建立了十二相整流发电机同组星形连接绕组内部相间短路的多回路数学模型,考虑了故障附加回路对电机气隙磁场和系统回路拓扑结构的影响,实现了故障前后定子和转子绕组以及整流桥直流侧各处电压、电流的数字仿真。继而在特制的样机上进行了不同负载工况的故障实验研究。通过对比分析实验与仿真结果,说明了数学模型的正确性。最后结合仿真结果与理论分析,总结了十二相整流发电机同组星形连接绕组相间短路的故障特征,尤其是短路回路电流的特点及其影响因素,为故障的危害评估、检测或保护研究提供了依据。     

交直流同时供电的发电机不对称突然短路分析

通过适当处理交直流同时供电(双绕组)发电机两套绕组之间的耦合,建立了其α-β-o系统的数学模型(磁链方程和电压方程),并进行了合理简化;在此基础上,用归纳法得出了不对称短路统一的端点条件;然后根据谐波平衡原理,用解析法分析了其突然不对称短路运行;得出了统一的时间常数和短路电流表达式以及估算最大冲击电流的计算公式;并通过试验进行了验证.本文的结果适用于双绕组电机和其它多相电机的所有突然两相一两相不对称短路,并对其它的不对称短路的分析具有指导意义.     

交直流同时供电的发电机不对称突然短路分析

通过适当处理交流同时供电（双绕组）发电机两套绕组之间的耦合,建立了其α-β-o系统的数学模型（磁链方程和电压方程）,并进行了合理简化;在此基础上,用归纳法得出了不同对称短路统一的端点条件;然后根据谐波平衡原理,用解析法分析了其突然不对称短路运行;得出了统一的时间常数和短路电流表达式以及估算最大冲击电流的计算公式,并通过试验进行了验证。本文的结果适用于双绕组电机和其它多相电机的所有突然两相一两相不对称短路,并对其它的不对称短路的分析具有指导意义。     

短路电动力作用下变压器低压绕组变形研究

电力变压器短路时会产生巨大的短路电动力,当短路电动力过大时会导致变压器绕组变形.为研究三相三绕组变压器短路时的电动力分布和绕组变形情况,本文以一台50MV·A/110kV的三相三绕组变压器为例,计算变压器发生短路时的短路电流,将该短路电流作为激励,通过有限元软件计算绕组的短路电动力,采用磁-结构耦合的方式计算在最大短路电动力作用下的绕组变形和应力分布.结果表明,短路时低压绕组受到向内压缩的辐向电动力和向中间压缩的轴向电动力,绕组中间部分受到的短路电动力大于两端,导致绕组中部的变形程度大于两端.研究结果对研究变压器绕组变形具有一定实际意义.     

五相容错双凸极发电机单相短路故障分析

对五相容错电励磁双凸极发电机(doubly salient electro- magnet generator,DSEG)的结构特点进行了理论分析。研究了电机空载运行时短路相的自感和电势,分析了短路故障对其他相磁链和电势的影响以及发生短路故障时电机的整流输出电势。对电机在不同励磁电流下加载运行时发生单相绕组短路故障的外特性、功率特性以及短路电流进行了分析。在考虑电枢绕组电阻的情况下,对电机空载运行时在4 个不同时刻发生单相短路故障时的磁场、短路相磁链和短路电流进行了有限元分析。分析结果表明：短路故障发生初始时刻,短路相磁链随着电机转子位置的不同而不同;经过54°电角度后,短路相磁链的最大、最小值和变化趋势与发生短路的时刻无关。最后通过对一台五相20/16-2 结构DSEG 样机进行实验,验证了理论分析的正确性。     

一起变压器平衡绕组短路损坏的强度校核与分析

通过一起带平衡绕组的变压器外部短路事故,计算了平衡绕组的单相短路电流,分析了平衡绕组的短路强度,并提出了相应的设计优化方案和改进措施,提高了平衡绕组的抗短路能力。     

汽轮发电机转子短路故障时定子环流特性分析

转子绕组匝间短路是发电机常见的电气故障之一,为了对其进行有效监测和诊断,在分析发电机正常情况以及在转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路的环流特性的基础上,提出了一种基于环流特性的转子绕组匝间短路故障诊断方法。通过分析汽轮发电机在正常运行和转子绕组匝间短路故障时的气隙磁势、磁导、磁密,推导得到了发电机定子绕组各并联支路感应电动势瞬时值和电势差的瞬时值表达式。然后详细分析了转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路环流各次谐波成分与对应故障参数的变化关系,从而得到了定子绕组并联支路环流特性,故障将使环流频谱二倍频成分突出,环流值将随着转子绕组短路程度的加重而增大。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机正常及转子绕组匝间短路故障时环流信号,与理论分析结果基本符合。