异步起动永磁同步电机非正常工况退磁分析

为了研究异步起动永磁同步电机非正常工况运行时的退磁磁场对永磁体的影响,通过建立有限元模型,计算分析了包括三相突然短路、缺相运行、过载运行、降电压运行、失步运行和堵转运行6种常见非正常工况运行时定子电流、转速和永磁体工作点磁密的变化。结果表明,起动过程电流均大于非正常工况运行时的冲击电流,直接影响了作用在永磁体上的去磁磁动势,定、转子合成磁动势作用在永磁体上,将使得永磁体工作点磁密最小,退磁风险最大。当电机在同步状态运行时,永磁体工作点磁密为恒定的值;当电机在失步状态运行时,转子导条产生感应电流,定子电流和转子导条电流产生的合成磁场使永磁体工作点磁密做周期性波动。     

汽轮发电机失磁异步运行能力研究

汽轮发电机失磁异步运行后,其出力、定转子电流均与额定工况大不相同。判断电机的失磁异步运行能力,需要从定子线棒、转子线圈、转子铁心和定子端部四个方面的损耗大小。文章在对失磁异步运行仿真的基础上,以一台350 MW汽轮发电机为例,用二维和三维有限元法,从这四个方面加以分析,最后得到了电机的失磁异步运行能力。     

抽水蓄能机组故障工况转子磁极线圈受力和阻尼绕组结构优化研究

抽水蓄能机组在实际运行中要经常进行工况切换,如电动工况起动→空载运行→并网电动运行→电制动停机,发电工况起动→空载运行→并网发电运行→电制动停机等。抽水蓄能机组在工况切换期间可能会发生机端短路故障,由于机端发生短路时,定子绕组感应大电流的同时励磁然组电流也会冲击,导致转子磁极线圈受到巨大的径向电磁力,从而在转子磁极线圈及其相关部件上产生较大的应力。以一台300MW抽水蓄能机组为研究对象,对向心磁极结构在空载运行三相突然短路、停机电制动误强励两种故障工况进行了磁极线圈向心力计算。在上述研究的基础上基于粒子群优化算法在空载三相突然短路工况下进行阻尼绕组结构优化设计研究,提出阻尼绕组结构的优化方向。     

大型短路试验发电机运行性能仿真

短路试验发电机主要用于为高压断路器型式试验提供供电电源,它的运行工况相当于常规发电机的突然短路故障.由于电流冲击很大,远远超过普通发电机的短路电流,其瞬时损耗很大.本文研究的短路试验发电机工作频率为100Hz,其发热更为严重,不能完全照搬以往50Hz电机的设计方法,需要更为精确与细致的研究.本文采用场路耦合的时步有限元法,对短路试验发电机的整个运行工况进行了仿真,计算获得了定子电流、转子电流以及定子铁芯、转轴、阻尼条和转子槽楔更为精确的损耗分布,为进一步评价电机各部分的发热情况奠定了基础.     

自起动永磁同步电动机非正常运行工况下退磁磁场分析

为了研究自起动永磁同步电机非正常运行工况下的退磁磁场对永磁体的影响,建立了计及不可逆退磁的自起动永磁同步电动机时步有限元模型,计算分析了包括失步、三相短路和重合闸3种非正常运行工况,得到3种工况下永磁体各单元不可逆退磁情况。结果表明过大负载导致永磁电机失步振荡,相对转子旋转的定子磁场造成永磁体单元的计算矫顽力下降,产生不可逆退磁;三相短路导致永磁电机停转,停转过程中短路去磁电流产生的退磁磁场使得永磁体磁密降低,且负载系数越小,永磁体受退磁磁场作用时间越长,越容易发生不可逆退磁;重合闸存在过渡过程,且过渡过程持续时间和暂态冲击电流大小受重合闸时刻开关两端电压差的幅值影响,电压差越大,则冲击电流越大,且过渡过程持续时间越长,永磁体经历退磁磁场时间越长,不可逆退磁越严重。     

一起和应涌流引起的保护误动分析

对某电厂两台机组并网运行时发生保护误动的故障情况进行了分析.事故原因是1号机组在并网时发生了非同期并网,在1号主变压器和1号发电机定子线圈产生了很大的冲击电流和非周期分量电流,在发电机转子回路也感应出很大的电流造成灭磁断路器跳闸,同时在2号机组产生和应涌流造成2号机组差动跳闸.和应涌流由于具有涌流特征,其幅值很大,且其持续时间较长,容易造成保护误动.     

基于FEM的双馈发电机定子匝间短路表征因子研究

为了研究电机定子匝间短路故障时电磁特性的表征,基于Ansys Maxwell建立双馈发电机有限元模型,实现空载、并网和不同程度定子绕组匝间短路故障3种工况的模拟仿真。根据表征量理论计算方程式,基于能量角度定量分析3种工况下的气隙磁密畸变的振动、电流和温度特性。通过对比各表征量优缺点及诊断可行性分析,最终确定电流作为反映定子绕组匝间短路故障时气隙磁场的表征因子,而振动和温度作为故障检测的补充和验证,为发电机故障诊断的信号特征选择提供了理论基础。     

抽水蓄能机组RTDS仿真与失磁保护改进研究

抽水蓄能机组具备调峰、调频、调相以及事故备用等功能,对电网的安全稳定运行有重要的作用。抽蓄机组容量大、结构复杂、造价昂贵,在现场和物理模型上均无法进行大量的故障及异常运行试验。基于RTDS搭建了抽水蓄能机组的仿真模型,模拟机组在多种工况、多种负荷水平下的机组区内外故障及失磁等异常运行状态。证明在抽水调相工况下发生失磁时,现有的以定子阻抗判据为主的失磁保护有缺陷,机组励磁不能及时切换,不利于系统的稳定运行。对仿真数据进行分析,提出了新的改进失磁保护的KP阻抗圆判据,实现了机组全工况无死区的失磁保护。该判据算法对相关继电保护从业人员具有一定的参考价值。     

电站仿真系统中的发电机异常运行建模

现役的电站仿真系统多集中于正常运行和操作的培训仿真。结论科研生产要求，设计和建立一类具有异常运行和故障工况仿真功能的培训系统是当前电站仿真建模发展的需要，文中结合国内某水电站培训系统的一发，将异常运行模块引入护真培训系统，重点讨论了异常运行中最常发生的失磁异步运行和机组甩负荷模块的机理、算法和计算实例。联调结果显示，与实际运行相吻合。     

兆瓦级双馈风电机组电网故障时的暂态分析

以1.5MW双馈式风力发电机组为研究对象,通过分析双馈式异步发电机的暂态电气关系,给出了电网三相短路故障时双馈式异步电机的定子绕组暂态电流和转子绕组暂态电流的计算方法.建立双馈式风电机组的并网模型,并进行了电网三相短路故障的仿真,仿真结果验证了暂态响应算法的有效性.对双馈式风电机组的Crowbar电路的作用进行了理论分析和仿真研究,采用Crowbar电路时风电机组的暂态响应比未采用该电路时有了明显改善.