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《华北电力大学》 2012年
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基于时步有限元的巨型水轮发电机动态特性及参数研究

张燕燕  
【摘要】:为了研究巨型水轮发电机的动态特性及参数,本文在充分考虑发电机结构、复杂非线性因素的影响下,建立了用于电力系统动态仿真计算的场路耦合时步有限元模型,研究了发电机空载、定子三相突然短路等不同工况下系统的响应情况。该模型为进一步建立电力系统仿真所用发电机模型提供了理论基础。主要成果为: 1.为了充分反映发电机的复杂非线性因素对机网协调过程的影响,本文建立了1000MW水轮发电机一对极下的场路耦合时步有限元模型。该单元电机模型充分考虑了发电机铁心饱和、定转子端部电阻和电抗、阻尼条端环电阻和电抗等因素的影响,并解决了单元电机转子旋转的问题。 2.利用该单元电机场路耦合时步有限元模型,对发电机机端开路、三相突然短路过程进行了仿真计算,得到了发电机空载电压曲线以及定转子绕组的短路电流动态响应曲线。通过试验验证了本文所建立模型的正确性。 3.研究了发电机饱和电抗随不同工况的变化情况,得到了直轴、交轴饱和电抗在不同负载和不同功率因数下的变化规律。 4.通过对A相短路电流波形曲线的分析,得到了发电机的稳态、暂态、次暂态电抗参数和相应的时间常数。并利用所建立的场路耦合时步有限元模型,基于运算电抗的频率特性,计算了该水轮发电机的瞬态电抗参数。两种方法计算结果均与设计值进行了对比。 本文所做的研究为1000MW水轮发电机的设计及动态特性的研究提供了理论依据。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM312

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【参考文献】
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