大中容量短路试验发电机主要设计特点

短路试验发电机又称冲击发电机,是一种专门用于短路试验的特殊发电机(电力系统的高压断路器、开关、变压器等元件进行短路电流开断、电强度、高瞬态电流等项试验).该机由小功率电动机拖动,当转速达到额定转速后,把空载电压下的机械能经短路后变为电能输送到被试品.本文围绕哈电机公司生产的短路试验发电机,介绍其主要设计特点.     

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.     

用短路负载法进行直流电机试验

1前言 短路负载法是间接检查直流电机性能指标的一种方法.无论直流机是电动机还是发电机,该方法均按发电机方式进行试验.所谓"短路"是指电枢出线端A1C2经过开关与阻值较小的电阻负载相接,通过调节电枢回路的电流,检查被试电机在不同电流下电机的换向情况.如需进行换向调整,可以用该方法进行无火花区域的测定,亦可以用该方法进行温升试验.     

基于短路电流辨识双馈感应发电机的模型参数

研究含大规模风电的电力系统的动态行为,需要准确的风电机组模型参数。发电机是风电机组的核心部件,对其准确建模至关重要。提出了基于风电机组的短路电流辨识双馈感应发电机(DFIG)模型参数的方法。分析了DFIG风电机组在端口发生三相短路情况下的电磁暂态特性,给出了短路电流的解析表达式。以含DFIG风电机组的单机无穷大系统为例仿真获得短路电流,基于轨迹灵敏度方法分析了DFIG各参数的可辨识性及辨识难易度,并基于短路电流的解析表达式进行参数辨识,根据参数辨识结果进行了误差分析。     

大型发电机突然三相短路试验数据分析和动态参数辨识

高速采样和高精度数字化自动测试仪器应用于大型同步发电机测试,需要计算机辅助分析程序自动分析数据和辨识电机的参数。为了提高参数辨识精度,本文提出了一种全新的动态参数辨识方法,即根据短路电流中衰减分量的性质,推导出优化组合模型分时段采用非线性最小二乘回归方法直接辨识发电机参数的原理。另外,还根据IEEE Std-115和GB／T-1029有关发电机突然三相短路电流波形处理方法实现对短路电流上下包络线的拟合以计算大型同步发电机的动态参数。并开发了利用突然三相短路试验数据辨识大型同步发电机动态参数的计算机辅助分析软件。通过实际电机的测试数据处理,验证了软件及算法的实用性。     

基于双馈风力发电机三相短路的参数辨识

在双馈风力发电机组中多采用矢量控制对双馈风力发电机转速进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,提高矢量控制的效果,提出基于发电机突然三相短路的参数辨识方法.研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将短路电流波形各电流分量分离...     

永磁同步发电机三相突然短路过渡过程的分析

三相突然短路是对电机有严重危害的过渡过程。文章从分析三相突然短路时电枢绕组的磁链变化出发,给出了永磁同步发电机三相突然短路时短路电流的计算方法、三相突然短路时永磁体的最大去磁校核计算式,为永磁同步发电机的可靠性设计提供依据。     

航空并列式混合励磁无刷直流发电机短路特性研究

结合航空低压直流电源系统应用特点,对并列式混合励磁无刷直流电机短路特性开展研究。分析永磁与双凸极电机段绕组耦合关系与电感特性,揭示并列式混合励磁电机高电抗特征,在此基础上研究直流侧短路故障下的电枢反应与短路电流变化规律;根据绕组拓扑形式特点,围绕两类相间短路故障,系统分析短路电流与整流输出电压特性,探讨电机中性点连接方式对短路电流的影响,提出并列式混合励磁无刷直流发电机不同短路故障下的短路电流抑制与短路保护方法。研制12300r/min、11kW低压直流电源系统并列式混合励磁无刷直流发电机系统,并进行短路实验验证。理论与实验结果表明,并列式混合励磁无刷直流电机具有较好的短路电流抑制能力,在航空直流电源系统中具有重要的应用优势与价值。     

双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识

双馈风力发电机转速大多采用矢量控制进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,运用最小二乘回归方法研究了双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识方法。研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将各电流分量分离,与三相短路电流表达式对比即可辨识出电机内部参数。1.5 MW双馈风力发电机的仿真数据验证了辨识方法可行,且具有较高的准确性。     

考虑电压分布的风电场短路电流计算方法

风电场的风力发电机组最常见的连接方式为链式连接,在对风电场进行短路电流等值计算时,往往不考虑链式连接对短路电流的影响。针对此,首先介绍IEC标准及直驱型和双馈型两类风力发电机单机的短路电流计算方法。然后在考虑链式连接型式以及风电场风电机机端电压分布问题的基础上,在风电场短路回路中利用两类风力发电机短路时电压电流的特性关系求解出风电场各台风力发电机的机端电压,以及风电场的短路电流。通过算例比较分析IEC标准与考虑电压分布的风电场短路电流计算方法不同的原因,并利用PSCAD/EMTDC仿真软件对所提的考虑电压分布的短路电流计算方法进行验证。结果表明:考虑电压分布后所得的短路电流比IEC标准计算所得结果更准确更可靠,该方法经济性更好。     

定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响

为研究定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响,对一台12 kW、6极同步发电机的定子绕组连接进行了不同形式的变换,利用经过实验验证的多回路分析法分别对不同定子绕组形式的电机所发生的同一种转子匝间短路故障进行了计算,通过傅里叶分解得到了稳态故障电流的谐波特征,并进行了比较分析。计算与分析表明,发生励磁绕组匝间短路故障后,电机定、转子电流会出现不同于机端外部短路、定子内部短路等其它故障的稳态电流谐波特征,且不同定子绕组形式的电机表现的特征也各不相同。对励磁绕组匝间短路故障监测与保护的研究,需建立在科学的故障计算基础上,对不同型号的电机都需具体分析计算,根据实际情况选择用来检测或保护的特征量。     

多发电机组的大型船舶电力系统保护协调配置方案研究

多发电机组船舶电力系统具有运行方式多、短路电流变化范围大等特点,给各断路器的保护整定带来了困难。以某多发电机船舶电力系统为目标,在研究该系统发电机运行组合的基础上分析得出需要计算的短路电流情况,依据相应标准进行短路电流的理论计算,并通过Matlab仿真对理论计算结果的正确性进行验证。根据短路电流计算结果,应用三段式电流保护设计多机保护协调配置方案,将为多发电机系统的保护方案设计提供参考。     

基于空载曲线反向计算的水轮发电机绕组匝间短路故障诊断方法

水轮发电机中的转子绕组匝间短路在生产安全和经济方面一直困扰着水电厂。目前,水轮发电机匝间短路的故障识别多采用离线检测方法。为了解决这个问题,本文提出了基于电机基本电磁理论和反向空载曲线的诊断方法。该方法不受电机运行状态影响,通过原有电气量参数读取,如有功功率,无功功率,电压和电流,建立饱和矢量模型。利用模型计算的中间变量和空载特性曲线之间的关系来计算励磁电流的理论值。通过比较励磁电流理论值与测量值之间的差异来识别转子匝间短路故障情况。最后,采用水电站实际发电机及仿真电机验证该方法的正确性。     

基于有限元分析的双馈异步发电机定子绕组匝间短路故障诊断研究

笔者基于有限元分析软件Maxwell 2D建立了双馈异步发电机的仿真模型,通过改变模型中短路匝数和短路电阻的大小来模拟电机的不同短路情况,对不同情况下的电机进行仿真计算得出:定子发生匝间短路故障后,会在定子中产生负序电流,并随着故障严重程度的增加而增大,同时负序电流会受到电源不对称的影响,在用负序电流进行故障诊断时,需要补偿这些非电机故障因素的影响,同时负序电流也会受到电机负载情况的影响,且随着负载的增大负序电流有微弱增大。另外,定子发生匝间短路故障后,定子三相电流不再对称,故障相电流恒最大,而非故障两相的相位差偏离120°最大,且随着故障的加剧而明显增大。     

自并激式发电机短路过程的分析及计算方法

本文分析了自并激式发电机的短路过程,利用电机基本方程式求出了这种发电机短路电流的计算公式,研究了简化而实用的计算方法,并与模型实验的结果进行比较,说明此方法可以在工程计算中采用。     

计及固有不平衡的双馈电机定子匝间短路故障分析

双馈式发电机的定子匝间短路的故障特征,本质上是由定子三相不平衡引起的。当实际生产的电机定子绕组存在轻微的固有不平衡时,也会在转子电流引起高次谐波,这些谐波的与定子绕组匝间短路的引起的谐波相近,这会导致对电机定子绕组轻微匝间短路的误诊断。使用Ansoft软件建立了双馈电机三相对称的理想模型、包含定子固有不对称的实际模型、三相对称情况下定子匝间短路的理想故障模型以及定子考虑固有不平衡时的匝间短路模型:用以分析考虑定子固有不平衡时双馈式发电机定子轻微匝间短路的故障特征,使得建模更贴近实际情况。对故障后双馈式发电机转子电流和电磁转矩进行了频谱分析,指出轻微固有不平衡与轻微匝间短路在转子电流引起相同的特征频率。但在电磁转矩中,并没有引起明显的特征频率,可通过电磁转矩的特征频率确定电机发生定子匝间短路。     

电弧对发电机断路器电源侧短路电流开断能力的影响分析

发电机断路器电源侧短路电流具有较大的非对称度,在特殊工况下,甚至会出现电流延迟过零的现象。笔者结合实际工程中的发电机参数,计算了考虑电弧前后发电机断路器电源侧短路电流的变化,阐述了电源侧短路电流出现延迟过零的原因,分析了电弧对电源侧预期短路电流的影响。对比发电机断路器电源侧预期短路电流计算结果和系统侧短路电流开断试验数据,分析了发电机断路器电源侧短路电流的开断能力,尤其是具有延迟电流零点短路电流的开断能力,其结果可作为确定发电机断路器电源侧短路电流开断能力的参考依据。     

大型汽轮发电机瞬态参数的计算

本文利用瞬态电磁场有限元法计算汽轮发电机空载时发生三相突然短路的绕组电流曲线,然后对电流曲线的数值结果进行分解,拟合,得到电机的瞬态参数,该方法有效地考虑了电机齿槽结构和饱和现象。     

1000MW超超临界汽轮发电机转子线圈制造技术研究

1000MW汽轮发电机是哈电机公司研发领域的新产品.线圈作为电机的核心部件,其制造工艺的水平对整个电机运行起着关键作用.本文简要叙述了1000MW超超临界汽轮发电机转子线圈制造的工艺过程.     

四相电励磁双凸极发电机短路故障分析

本文分析了外接不控全桥整流电路的四相电励磁双凸极发电机的三种单相短路故障运行情况:绕组短路,二极管上管或下管短路。对于正常运行和不同的故障运行情况,利用有限元分析软件Ansoft建模仿真和实验相结合的方法对发电机在空载情况下的磁链、相电压、短路电流、输出电压、电枢反应等进行了详细的分析。比较不同短路故障对发电机的影响:下管短路故障对输出电压品质影响最甚,使输出电压平均值急剧下降且纹波率大大增加;但上管短路故障产生的短路电流最大,对电机发热影响最严重。