大型同步发电机态磁场非线性特性及运行特性的计算研究.pdfVIP

摘要 摘要 本论文系统地研究了同步发电机在考虑磁场非线性的影响下各种特性曲线的计算 方法，并与不计磁场非线性时的结果进行比较，分析了磁场非线性对同步发电机运行特 性的影响以及可能引起磁场非线性的因素，并研究在考虑三元变量作用下采用插值法估 算同步发电机的励磁电流和功角。 本论文主要研究成功如下: 1.丰镇电厂 1#发电机进相运行试验技术报告为参考，验证了有限元计算程序在 计算200MW发电机时的可靠性和精确性。 2.通过对同步发电机各种运行曲线的计算，在已有文献的基础上更进一步分析了 铁磁材料饱和以及磁场畸变对同步发电机运行特性和参数的影响;求出了空载特性曲线 和零功率负载特性曲线，在不同的电枢电流下计算得到的波梯电抗不同;求出了功角特 性曲线，与不计饱和时的功角特性曲线相比较，功角稳定极限小于900:求出无功调 节曲线，与不计饱和时相比较，U型曲线向右偏移。 3.在已有的非线性有限元方程求解方法的基础上，利用现有的计算条件，本论文 计算了若干典型工况的磁场分布，通过对这些计算结果的分析，研究的同步发电机端部 运行参数对磁场非线性的影响。 4.根据已有的计算结果，采用三元插值法估算同步发电机的励磁电流和功角。 关键词: 同步发电机 有限元 饱和特性 运行特性 摘要 abstract Inthispapercalculationmethodsofvariouscharacteristicscurvesconsideringmagnetic fieldnonlineareffectofsynchronousgeneratorsissystematicallystudied.Thecomparison betweentheresultsand thosewithoutconsiderationofnonlineareffectisgiven.The magneticfieldnonlineareffectontheoperatingcharacteristicsisanalyzedandthepossible factorscausingthenonlinearphenomenonispresented.Consideringtheeffectof three-variabledifferentialmethodisusedtoestimatethefieldcurrentandpowerangle. Themainresultsofresearchinthispaperare: ThestabilityandaccuracyoftheFEMcalculationprogramarevalidatedwiththe referenceofthetestreportontheleadingoperationof 1#generatorinFengzhenpower station. Throughtheextensivecalculation,theeffectsoftheferro-magneticsaturationandfield distortiononoperatingcharacteristicsandthegeneratorparametersarefurtherstudiedbased ontheformerliteratures.Thenoloadcurveandzeropowerloadingcurveareobtained. Differentpotireactancesarecalculatedwhenfieldcurrentsaredifferent.Thepowerangle characteristicsareacquiredandcomparedwiththeunsaturatedcurves.Itisconcludedthatthe stabilitylimitofthepowerangleislessthan90degree.Reactivepowerregulatingcurvesare calculatedandcomparedwiththosecurveswhensaturationeff