核電半速汽輪發(fā)電機(jī)誤同期并網(wǎng)及機(jī)端突然短路研究.pdf

1、誤同期并網(wǎng)及機(jī)端突然短路對(duì)機(jī)組及電網(wǎng)危害嚴(yán)重。故障產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊電流及電磁力會(huì)破壞繞組絕緣及定子端部結(jié)構(gòu)件，產(chǎn)生的巨大脈振轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)組軸系的沖擊會(huì)減少運(yùn)行壽命。汽輪發(fā)電機(jī)由于具有較細(xì)長(zhǎng)的軸系，加之機(jī)組單機(jī)容量大，使得機(jī)網(wǎng)動(dòng)態(tài)問(wèn)題更為突出。大型同步發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)機(jī)端突然短路及嚴(yán)重的誤同期并網(wǎng)故障都要進(jìn)行計(jì)算，以優(yōu)化軸系設(shè)計(jì)。
　　論文基于大型同步發(fā)電機(jī)單機(jī)無(wú)窮大等值系統(tǒng)，建立了機(jī)網(wǎng)動(dòng)態(tài)分析用的場(chǎng)-路-機(jī)-網(wǎng)耦合時(shí)步有限元仿真模型。發(fā)

2、電機(jī)采用二維瞬態(tài)時(shí)步有限元模型，充分考慮不同時(shí)刻磁場(chǎng)飽和及渦流集膚效應(yīng)等因素的影響;機(jī)械軸系采用多質(zhì)量塊彈簧系統(tǒng)模型，考慮各軸段傳遞的扭矩、阻尼轉(zhuǎn)矩及每個(gè)質(zhì)量塊轉(zhuǎn)速的不同變化等因素;主變壓器及傳輸線均采用各自電磁暫態(tài)數(shù)學(xué)模型，可考慮輸變電系統(tǒng)參數(shù)的影響。實(shí)現(xiàn)了電機(jī)二維瞬態(tài)電磁場(chǎng)、外電路、多質(zhì)量塊彈簧系統(tǒng)及電網(wǎng)的耦合。
　　分別采用建立的場(chǎng)-路-機(jī)-網(wǎng)耦合模型和PARK方程模型對(duì)1250MW半速汽輪發(fā)電機(jī)120°和180°誤同期并網(wǎng)

3、進(jìn)行了對(duì)比仿真，獲得了電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的主要物理量，同時(shí)還獲得了電機(jī)內(nèi)電磁現(xiàn)象的變化規(guī)律。耦合模型因考慮了轉(zhuǎn)速變化、磁場(chǎng)飽和及渦流集膚效應(yīng)等因素使得分析計(jì)算更準(zhǔn)確。基于水力發(fā)電設(shè)備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的電磁性能綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)120°誤同期并網(wǎng)進(jìn)行了仿真及實(shí)驗(yàn)對(duì)比，對(duì)比結(jié)果表明所建耦合模型正確。
　　對(duì)1250MW半速汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)端各種突然短路分別采用場(chǎng)-路耦合模型和PARK方程模型進(jìn)行了對(duì)比分析，獲得了定子電流、勵(lì)磁電流及電磁