用有限元法计算分数槽绕组水轮发电机的回路参数

运用有限元法进行水轮发电机磁场分析并计算了定转子回路参数;利用分数槽绕组电机的特点,提出了一种提高参数计算精度的方法．将本文的方法应用于ＳＦ２２０５３０／９０５０大型水轮发电机定子绕组内部故障时的回路参数计算中,取得了较为合理的结果．     

一起发电机定子绕组单相接地故障的处理

定子绕组单相接地故障是水轮发电机较为常见的故障，介绍了某水轮发电机的故障情况及处理方法提出思路，根据发电机技术数据和处理方法理论依据，研究了甩开接地绕组的实际操作，并对操作后的实际效果进行了分析。     

汽轮发电机定子绕组内部故障的参数计算和仿真

为了对汽轮发电机定子绕组内部故障进行快速保护以减轻造成的损害 ,必须对各种内部故障瞬态有全面的分析。论文用气隙磁导的概念和谐波分析的方法计算了汽轮发电机内部故障时的实际回路参数 ,并简化考虑了实心转子的涡流效应。用多回路方法仿真研究了定子绕组的各种内部故障瞬态。通过对一台模拟发电机的内部短路试验与仿真结果的对比 ,证明了该文提出的多回路模型和方法的正确 ,为研究汽轮发电机内部故障瞬态及其保护方案提供了理论基础。     

大型水轮发电机转子偏心下电感参数的有限元计算

由于实际生产中,大型水轮发电机的转子往往存在不同程度的偏心现象,造成气隙磁场分布畸变,直接影响发电机运行,故为探讨发电机偏心下的运行性能,需要计算转子偏心时的电机参数。采用二维磁场有限元法,计算了大型水轮发电机在转子偏心下的磁场分布以及定子和转子绕组的自感、互感参数。有限元分析和磁导法计算结果比较表明:转子偏心造成定子支路间、定转子支路间的电感不再对称,偏心朝向处的定子支路自感和定转子支路互感变大,反向处则变小。     

数字仿真的瞬变涡流场计算方法

在多段圆弧极靴水轮发电机动态性能的数字仿真研究中，避免了等效电路法中参数确定这一棘手问题，采用瞬变涡流场的理论和方法，综合考虑定转子间的相对运动、铁磁材料的非线性、阻尼绕组内的涡流等因素的影响，仅根据电机的几何尺寸和材料特性，开发出“大型水轮（汽轮）发电机动态的数字仿真软件包”。     

大型水轮发电机电磁场模型及其对温度场的影响

为了准确分析大型水轮发电机的损耗和发热问题,分别建立了2维稳态电磁场、运动电磁场和场路耦合的有限元模型,并以1台36MW贯流式水轮发电机为例,对转子铁芯损耗和阻尼绕组损耗进行了计算。在此基础上,结合3维温度场有限元计算,分析了3种不同电磁场模型对转子热源和温度计算结果的影响,并与试验数据进行了对比。结果表明,场路耦合模型计算精度更高,额定工况时每根阻尼条的损耗不等,背风面阻尼条的发热明显大于迎风面的阻尼条,转子最高温度位于阻尼绕组而非励磁绕组。研究结果对提高大型水轮发电机转子损耗和温度场的计算精度以及设计、运行的可靠性具有参考价值。     

三峡发电机的参数优选

在全面研究了大型水轮发电机优化设计的基础上，提出水轮发电机的参数优化方法，并对水轮发电机的造价与效率，功率因数，电压，飞轮力矩，直轴瞬变电抗等关系进行了分析，提出了三峡发电机参数优选的建议，为三峡发电机的设计和制造提供了理论依据。     

同步发电机内部故障仿真计算数学模型

结合大型水电厂仿真培训系统中对水轮发电机内部故障仿真的需要 ,根据交流电机的多回路理论 ,在相坐标系a ,b ,c中建成立了多支路凸极同步电机以定子一条并联支路为基本单元的数学模型 ,该模型对分析同步发电机定子绕组内部故障及外部故障均可使用     

水轮发电机定子绕组接地故障的分析与检修

本文在介绍了水轮发电机定子基本结构的基础上,详细的研究了绕组接地检查的方法,同时给出了绕组接地故障维修的对策建议。     

水轮发电机定子磁固耦合电磁激发的分岔与混沌

为研究水轮发电机定子系统磁固耦合电磁激发非线性振动，以双壳系统模型作为水轮发电机定子系统的数学模型，应用非线性多尺度法分析水轮发电机定子双壳系统在电磁力作用下的主共振问题，并进行数值计算．结果表明，随着激励幅值的增大和阻尼的减小，系统主共振稳态响应的振幅增大．按照奇异性方法得到系统主共振分岔响应方程在开折参数和物理参数平面的转迁集和分岔图．利用Melnikov方法得到系统可能出现混沌运动的临界值．     

凸极同步电机回路参数的计算

凸极同步电机回路参数的计算是交流电机多回路理论的基础。本文应用气隙磁导的概念和谐波分析的方法建立了一套电机回路参数的计算方法。由单个线圈出发来处理定子回路，按照转子本来的阻尼笼来处理阻尼回路，这使得本文提出的方法既可灵活应用于定于绕组的各种不对称状况，又可应用于转子的各种不对称状况。     

系统谐波与负序电流对水轮发电机的影响

随着电力系统中电力电子装置以及不平衡负载大量增加，谐波和负序污染日趋严重，它们对发电机的运行安全带来危害，采用多回路法建立的凸极同步电机d,q系统模型，导出了在外加任意谐波或负序时定转子电流，电磁转矩以及阻尼条电流分布的稳态计算方法，通过实例计算，分析和说明了电力系统谐波和负序对大型水轮发电机的影响。     

水轮发电机组多回路鲁棒调速控制研究

针对水轮发电机组调速系统模型中参数不确定的控制问题,提出水轮发电机组多回路鲁棒调速控制策略.首先考虑多种因素建立水轮发电机组调速系统单回路控制模型;在此基础之上构建包含伺服系统的第一控制回路、包含水轮机的第二控制回路和包含发电机的第三控制回路,3个回路互相嵌套,由此构建水轮发电机组多回路鲁棒调速控制系统框架;最后通过实例利用鲁棒控制理论中的混合灵敏度和μ综合两类方法分别设计此3个回路.仿真结果表明,在负荷突然增加或减少时,多回路鲁棒调速控制系统在上升时间、调整时间等多个时域指标上均优于传统PID控制单回路系统和双回路鲁棒控制系统,具有良好的抗干扰能力和控制效果.     

水轮发电机轴承横向振动响应的时间有限元法

研究水轮发电机轴系的横向振动力响应仿真计算方法,考虑了轴系的陀螺效应和轴承参数的非线性,采用基于Galerkin格式的不连续时间有限元法,给出了水轮发电机机组轴系统动力响应的时间有限元计算方法,据此开发了计算仿真程序,进行了实例计算和分析,并分析了各种因素对系统动力响应的影响,该方法可用具有非线性问题的转子系统的力响应仿真计算。     

基于磁热耦合特性的水轮发电机定子温度预测

为避免水轮发电机运行过程由于定子温度过高产生故障,保障其性能的正常发挥,建立了水轮发电机温度场分布模型,提出了一种温度预测方法。首先,以张河湾抽水蓄能电站的水轮发电机为基础,依据电磁场理论,对发电机在工况下电磁场和定子部分损耗进行分析,建立其三维有限元模型;其次,运用磁热耦合特性计算获得发电机定子温度场分布;再次,采用人工鱼群算法(AFSA)和BP神经网络算法相结合,构造定子绕组和定子顶部的温度预测模型;最后,将仿真结果和监控改造后的实测数据进行对比验证。结果表明,通过人工鱼群算法对BP神经网络优化,提高了定子温度预测模型的精度。本文给出了有限元仿真模型和AFSA-BP温度预测模型,为大功率水轮发电机定子温度故障分析以及电机的设计优化提供了参考。     

带整流负载的同步发电机的电路模型

将带整流负载的同步发电机的ｄ、ｑ轴变量分解为低频分量和高频分量，并分别加以处理。转子回路对高频电流的电阻及阻尼绕组对低频分量的作用可以忽略。在ｄ轴与ｑ轴超瞬变电抗值相差不大的条件下，建立了带整流负载的三相同步发电机的等效电路模型，该模型可用于同步发电机整流系统稳态和似稳态过程的分析计算。给出了系统稳态运行时等效同步发电机的相量图及稳态量的计算方法。     

大型水轮发电机在各种工况下的端部磁场计算

考虑水轮发电机端部结构的特点，计入材料的各向异性和非线性，以电路和磁路等效原理导出定子铁芯叠片边段和分瓣压的等效电导率及磁导率，计算了一台72．5MW水轮发电机在各种工况下的端部磁场，结果与实测值非常吻合，证明了所提出方法的正确性，计算了李家峡400MW水轮发电机在欠励工况下的端部磁场，并与现场进相工况运行时的实测数据对比，结果满足工程要求，为预测水轮发电机进相能力的充电容量提供了依据。     

发电机数学模型的选择对扭振计算的影响

给出了d，q，0坐标系统下1d－1q和1d－2q发电机阻尼绕组数学模型参数计算方法，运用有限元法全面系统地计算了模型中的参数．建立了完整的机电联合仿真模型，开发了相应的扭振计算程序，并在研制的试验台上对其进行了实验验证．运用仿真程序就发电机数学模型的选择对轴系扭振响应计算的影响进行了研究，提出了适于扭振计算的发电机数学模型．     

水轮发电机轴系横向振动响应的时间有限元法

研究水轮发电机轴系的横向振动的动力响应仿真计算方法.考虑了轴系的陀螺效应和轴承参数的非线性,采用基于Galerkin格式的不连续时间有限元法,给出了水轮发电机机组轴系统动力响应的时间有限元计算方法.据此开发了计算仿真程序,进行了实例计算和分析,并分析了各种因素对系统动力响应的影响,该方法可用于具有非线性问题的转子系统的动力响应仿真计算.     

大型同步发电机单相接地故障的暂态多回路分析--实验验证

为准确仿真大型同步发电机定子单相接地故障,提出了暂态多回路模型,该模型将定子绕组划分成多个单元,将定子绕组对地分布电容等效为准分布参数的电容.为验证仿真的正确性和有效性,对一台12 kW同步发电机实验样机进行了单机空载、中性点电阻接地情况下的定子单相接地实验,并给出了实验结果.对比发电机机端三相电压、中性点电压的仿真结果与实验结果,各电压的绝对偏差不超过电压幅值的7.0%, 验证了采用准分布电容参数的定子单相接地的多回路暂态模型的准确性和有效性.