迭代法求取保梯电抗Xp

为了准确测取同步发电机的保梯电抗Xp,提出了应用保梯图法求取励磁电流,求取的励磁电流值与实际运行的励磁电流值进行对比并调整Xp值,再利用发电机运行数据和Xp调整值,重新应用保梯图法并进行迭代,求取保梯电抗Xp的一种迭代方法.这种迭代方法不仅可以准确地测试保梯电抗,而且对于稳态运行时励磁电流、功角、电枢反应的分析都有重要的作用.通过对一台220 MW汽轮发电机的保梯电抗进行测试分析,证明了该方法误差很低.     

汽轮发电机在饱和与磁场畸变时负载励磁电流计算的新方法

磁路饱和与磁场畸变的共同作用会使发电机负载饱和特性显著偏离其空载特性,为了计算这种差异,提出了其负载励磁电流计算的一种改进方法.以300 MW汽轮发电机为例,以有限元方法为工具,获得了反映磁路饱和与磁场畸变共同作用下负载非线性特性的关系曲线族,提出了用这种新曲线族代替空载特性计算负载励磁电流的新方法.通过计算发电机在不同功角下的负载励磁电流,说明该方法比传统方法有较高的计算精度,比有限元方法有较快的计算速度.     

抽水蓄能电机静止变频器起动过程分析

引入动态电枢反应电抗概念，得出考虑磁路饱和变化的数学模型，利用此模型对抽水蓄能电机静止变频器起动过程中的励磁电流、转速和转矩等进行了分析与计算，并同以往不考虑磁路饱和变化数学模型的计算结果进行了对比分析。结果表明，饱和愈深，励磁电流差别愈大，但转速差别不大，转矩差别最小。     

汽轮发电机励磁和参数数值计算

着重介绍怎样利用ANSYS这一有限元分析软件进行汽轮发电机的励磁电流计算,以及如何进行汽轮发电机同步电抗参数的计算.将得到的励磁电流性能和同步电抗参数和实验值和设计值进行了比较,证明了利用该方法的简单有效性.     

航空同步发电机波梯电抗分析及求取方法

航空同步发电机用零功率因数负载特性和空载特性所测得的波梯电抗数值比正常值大,致使在电机分析和计算中无法使用。为了解决航空电机的实用参数精确测试问题,分析了航空电机的结构特点,解释了出现这一现象的主要原因是由于励磁绕组漏磁增大。并给出一种利用励磁磁路饱和系数修正过饱和磁路励磁电抗的求取方法。用本方法对一台航空同步发电机的测试数据进行了计算,求得的结果比较合理。     

基于负载特性曲线偏移实现转子匝间短路故障诊断的方法

利用励磁电流增幅计算励磁电流是实现汽轮发电机转子匝间短路故障诊断的典型方法,然而传统励磁电流计算方法的精确性往往无法满足诊断的精度要求。本文通过分析转子匝间短路的形成原因和对励磁电流的影响,比较各种励磁电流计算方法的特点和差异,提出了一种基于负载特性曲线偏移的汽轮发电机转子匝间短路故障诊断方法。该方法通过测量发电机运行电气量,采用ASA相量法计算负载情况下的励磁电流,根据测量的励磁电流对空载特性曲线进行修正,并采用禁忌搜索算法计算运行工作点,拟合得到偏移负载特性曲线。采用偏移负载特性曲线分别对正常工作和转子匝间短路故障的发电机进行励磁电流二次计算,将得到的励磁电流计算结果与实际值进行比较。以一台600MW汽轮发电机为实例进行试验,结果发现,在非匝间短路故障时,其励磁电流计算结果与实际值基本一致,匝间短路故障时故障特征明显,从而验证了该方法的正确性。     

60Hz汽轮发电机励磁电流分析与计算

利用电磁场有限元方法对660 MW 60 Hz发电机进行空载特性、短路特性计算分析,得到空载磁密、波形、空载特性和短路特性曲线,以此进行额定励磁电流计算。与传统磁路计算结果及试验值比较,计算结果比较合理。     

利用发电机空载特性曲线的不平衡磁拉力分析方法

不平衡磁拉力是影响水轮发电机组轴系动力特性最重要的因素之一。为了更准确地分析轴系动力特性,本文提出一种利用发电机空载特性曲线计算不平衡磁拉力的分析方法。利用发电机空载特性曲线,通过磁路计算及多项式拟合获取气隙磁密、气隙厚度及励磁电流的关系方程,计算考虑了励磁电流及饱和效应影响的不平衡磁拉力。以葛洲坝水轮发电机为实例,分析在考虑饱和效应时,不平衡磁拉力随定转子偏心及励磁电流的变化规律。通过与已有不平衡磁拉力分析方法的对比,验证了该方法的有效性。     

汽轮发电机非线性特征的机理及其与运行条件的关系

发电机在临界失稳等非正常运行时,会出现比正常运行条件下更复杂的非线性特征,因而为进一步建立适合电力系统分析所用的发电机非线性模型,需要研究发电机非线性特征的机理及其与运行条件的关系。以有限元方法为工具,在对不同运行条件下的非线性特征进行定量分析基础上,一一分析磁场畸变、磁路饱和等非线性特征与功角、励磁电流等运行条件之间的复杂关系。研究发现磁场畸变导致的非线性程度不仅与功角有关,还与励磁电流及电枢电流有关;励磁电流漏磁通导致的转子轭部附加饱和效应同时受到励磁电流和功角的影响;而主磁路的饱和程度取决于端电压和功角的共同作用。通过模型机实测与有限元计算结果对比,说明结论可信。     

基于交叉饱和主磁路的同步发电机数学模型

在同步发电机派克方程的基础上,利用同步发电机的空载特性曲线,建立用电压、电流、磁链表示的考虑主磁路交叉饱和的同步发电机数学模型.通过仿真研究论证该模型的正确性,该模型适用于研究同步发电机处于非正常工况等主磁路饱和程度变化较大时的运行行为,能够比较准确地分析主磁路饱和程度变化对于同步发电机运行行为的影响,相比线性模型具有准确性高和适用范围广的优点.     

Analysis of turbine generator steady-state reactances for load conditions

This paper describes variations of turbine generator steady-state reactances for load conditions. When the turbine generator is of small size, magnetic saturation of the stator and rotor core is a problem. Therefore, it is important to understand the variations of the reactances for load conditions. The reactances of a 592-MVA turbine generator are calculated with d- and q-axis equations considering magnetic saturation and two-dimensional numerical magnetic field analysis. The results are as follows. (1) The equivalent synchronous reactances considering cross-magnetizing are smaller than the original synchronous reactances for load conditions. (2) Numerical values of the d- and q-axis mutual reactance and the field and q-axis mutual reactance are at their maximum when the d-axis linkage flux is nearly equal to the q-axis linkage flux under constant voltage. (3) The d-axis synchronous reactance drops with increasing reactive power under constant voltage and active power, but the q-axis synchronous reactance increases. (4) The variation of the equivalent d-axis synchronous reactance with increasing reactive power is similar to that of the d-axis synchronous reactance, but the variation of the equivalent q-axis synchronous reactance is different from that of the q-axis synchronous reactance. © 1998 Scripta Technica. Electr Eng Jpn, 123(3): 73–83, 1998     

汽轮发电机计及双因素非线性影响的功角特性

为研究磁路饱和与磁场畸变双因素非线对汽轮发电机功角特性的影响,利用有限元方法获得发电机的有功和无功功角曲线,揭示计及双因素非线性的电抗随功角变化的规律,然后将分运行区间的饱和电抗用于功角特性解析法计算。研究结果表明,汽轮发电机计及双因素非线性后,极限功角小于90°,极限功率下降,无功功率减小;随着功角的增大,直轴电抗先增大后减小,交轴电抗变化不大,两者差值可达到14%;与直接用有限元方法计算的功角特性进行对比,用分运行区间电抗的计算结果非常吻合,而用空载特性修正的饱和电抗的计算结果相差较大。研究结果可为同步发电机静态稳定极限的确定和暂态稳定的判断提供参考。     

1000MW水轮发电机同步电抗计算及影响因素分析

1000MW水轮发电机是国内即将制造的单机容量最大的水轮发电机.对于容量如此巨大的水轮发电机,在进行电磁设计时,准确获得额定负载运行时同步电抗参数至关重要.本文在对电机电磁场进行详细分析计算的基础上,计算了1000MW水轮发电机的同步电抗,并讨论了负载、功率因数以及阻尼条节距比不同时对饱和同步电抗的影响,为工程设计提供...     

Magnetic field analysis of a 70‐MW‐class superconducting generator by the 3D finite element method

The three‐dimensional magnetic field and eddy current distribution of the 70‐MW‐class superconducting generator was calculated by a finite element method. The condition for the exciting armature coil was calculated by the jω‐method. In the magnetic flux distribution of the armature winding bore, the value obtained by analysis had good agreement with the measurement. An analysis that let the rotor move by the synchronizing speed was also done. The armature voltage for the nonload condition and the armature current for the three‐phase short‐circuit condition obtained by calculations had good agreement with the measurements. The validity of the analytical model for three‐dimensional magnetic field analysis of superconducting generators was confirmed from these results. In addition, the synchronous reactances were calculated using these results with eddy current in the facing. It was found that the facing had the effect of decreasing synchronous reactance by about 5%. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 134(2): 53–60, 2001     

500kV输电线路并联高抗若干问题的仿真研究

基于ADPSS,对500kV输电线路并联高抗的两个问题进行了仿真研究.即在进行线路投切以及线路上发生短路故障时,线路两端并接高抗对线路电流的影响.试验结果表明,500kV线路两段并接高抗后,当线路运行工况发生变化时,由于高抗与线路分布电容之间的能量交换,会在线路电流中产生高频谐波分量.     

Development of synchronous generator saturation model from steady-state operating data

A new method to estimate and model the saturated synchronous reactances of hydroturbine generators from operating data is presented. For the estimation process, measurements of only the generator steady-state variables are required. First, using a specific procedure, the field to armature turns ratio is estimated from measured steady-state variables at constant power generation and various excitation conditions. Subsequently, for each set of steady-state operating data, saturated synchronous reactances are identified. Fitting surfaces, defined as polynomial functions in two variables, are later used to model these saturated reactances. It is shown that the simpler polynomial functions may be used to model saturation at the steady-state than at the dynamic conditions. The developed steady-state model is validated with measurements performed on the 34 MVA hydroturbine generator.     

非正弦供电十五相感应电机磁路计算方法

鉴于电机气隙磁势为非正弦分布磁势,提出分布磁路法对非正弦供电十五相感应电机进行磁路计算并求出激磁电抗。分布磁路法从基波和3次谐波合成磁势出发,在电机半个极范围内进行等间隔周向分块,通过迭代计算得到沿圆周各节点气隙磁密,并由傅里叶分解得到基波和3次谐波磁密。以等值电路为基础同时结合分布磁路法,迭代计算给定电压下基波激磁电抗与3次谐波激磁电抗。对非正弦供电十五相感应电机样机进行空载实验,得到基波激磁电抗与3次谐波激磁电抗实测值。激磁电抗计算值与实测值相互吻合,说明了分布磁路法的有效性和准确性。     

非正弦供电十五相感应电机定子漏抗计算

为获得非正弦供电十五相感应电机基波和3次谐波等值电路中的定子漏抗参数,提出了基波和3次谐波定子槽漏抗、谐波漏抗和端部漏抗的分析方法并进行了计算。从槽比漏磁导公式出发求出了基波与3次谐波下的定子槽漏抗。考虑了十五相感应电机定子绕组基波电流与3次谐波电流产生磁势之不同特点,由各自谐波比漏磁导求出相应的谐波漏抗。通过引入气隙电流和镜像电流,用数值法计算线圈间端部电感作为求取基波和3次谐波端部漏抗的基础。分析计算表明,定子整距集中绕组的3次谐波槽漏抗为基波槽漏抗的3倍,但对谐波漏抗和端部漏抗无此比例关系成立。在基波电压下对十五相感应电机样机进行了堵转实验,短路电抗实测值与定转子漏抗计算值相互吻合,间接验证了该文所用计算方法的正确性。     

三相电力变压器短路电抗的数值计算

三相变压器内的漏磁场可作为二维平面磁场来处理。用有限元法解出变压器的漏磁场后,根据磁储能与电抗之间的关系,即可算出变压器的短路电抗。对于漏磁场储能,可采用(1/2)BH法也可采用(1/2)AJ法来计算。文中以3台电力变压器为例,分别用(1/2)BH法和(1/2)AJ法对正面和侧面漏磁场的储能作了计算。与实测值对比,当采用正面磁场计算且选择(1/2)BH法时,3台变压器短路电抗的计算精度均高于2.5％。     

十五相感应电机对称缺相运行时的定子漏抗计算

定子参数计算是应用等值电路进行多相感应电机对称缺相运行性能分析的基础。通过引入关联矩阵反映所缺相数,分别对定子槽漏抗、谐波漏抗、端部漏抗进行计算,得到了十五相感应电机缺一个五相、两个五相绕组对称工况下的定子漏抗。计算结果表明,对于整距集中绕组的十五相感应电机,缺少五相或十相后,每相槽漏抗不变,谐波漏抗增大,而端部漏抗减小,故对称缺相运行工况下的定子漏抗参数与正常工况下并无明确倍数关系。在正常工况及缺十相对称运行工况下对十五相感应电机原理样机进行了堵转试验,试验测得的短路电抗与计算值相互吻合,间接验证了计算结果的正确性。