核電半速汽輪發(fā)電機誤同期并網(wǎng)及機端突然短路研究.pdf

1、誤同期并網(wǎng)及機端突然短路對機組及電網(wǎng)危害嚴(yán)重。故障產(chǎn)生的強大沖擊電流及電磁力會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)矩對機組軸系的沖擊會減少運行壽命。汽輪發(fā)電機由于具有較細長的軸系，加之機組單機容量大，使得機網(wǎng)動態(tài)問題更為突出。大型同步發(fā)電機在設(shè)計時對機端突然短路及嚴(yán)重的誤同期并網(wǎng)故障都要進行計算，以優(yōu)化軸系設(shè)計。
　　論文基于大型同步發(fā)電機單機無窮大等值系統(tǒng)，建立了機網(wǎng)動態(tài)分析用的場-路-機-網(wǎng)耦合時步有限元仿真模型。發(fā)

2、電機采用二維瞬態(tài)時步有限元模型，充分考慮不同時刻磁場飽和及渦流集膚效應(yīng)等因素的影響;機械軸系采用多質(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。實現(xiàn)了電機二維瞬態(tài)電磁場、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-路-機-網(wǎng)耦合模型和PARK方程模型對1250MW半速汽輪發(fā)電機120°和180°誤同期并網(wǎng)

3、進行了對比仿真，獲得了電氣系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的主要物理量，同時還獲得了電機內(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、磁場飽和及渦流集膚效應(yīng)等因素使得分析計算更準(zhǔn)確?；谒Πl(fā)電設(shè)備國家重點實驗室內(nèi)的電磁性能綜合模擬實驗系統(tǒng)，對120°誤同期并網(wǎng)進行了仿真及實驗對比，對比結(jié)果表明所建耦合模型正確。
　　對1250MW半速汽輪發(fā)電機機端各種突然短路分別采用場-路耦合模型和PARK方程模型進行了對比分析，獲得了定子電流、勵磁電流及電磁