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《华北电力大学(北京)》 2010年
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考虑饱和与磁场畸变的汽轮发电机运行行为的研究

康锦萍  
【摘要】:本文研究在磁路饱和与磁场畸变共同作用的情况下,汽轮发电机磁场分布的基本特点及其对发电机运行行为的影响。所研究的运行状态既包括正常运行范围,也包括功率角很大的临界失稳运行状态。研究目的是为进一步建立电力系统仿真所用发电机精确模型提供理论基础和技术支持。主要研究成果如下: 1)对场路耦合问题中不同形式的电压方程进行对比研究,发现了某经典文献所给出方程的局限性,得到了能更好地反映磁场分布特点及谐波影响的电压方程的新形式。 2)通过对比分析不同饱和程度和不同功角下的磁场分布、磁密波形及感应电势等,揭示了磁路饱和与磁场畸变共同作用除了导致负载非线性特性明显偏离空载特性之外,还会引起磁密空间分布波形的对称性及其谐波含量的显著变化,相应地使气隙磁密基波轴线发生偏移、感应电势和定子铁心齿部磁密随时间变化的波形出现更多的谐波含量。 3)在以往研究300MW汽轮发电机的基础上,以135MW、200MW、300MW和600MW汽轮发电机为对象,系统研究四种容量汽轮发电机负载非线性特性的共同特点,探求一般规律。揭示了四种汽轮发电机不同运行条件下的负载非线性特性均与各自空载特性存在显著差别,而出现这种差别的原因在于这四种大型汽轮发电机在负载运行时都存在磁路饱和与磁场畸变的共同作用。 4)通过对有限元计算结果的深入分析,获得了汽轮发电机在磁路饱和与磁场畸变共同作用下的气隙电势、合成磁势、功率角、功率因数等运行量之间新的关系曲线族,提出了用这种新曲线族代替空载特性计算负载励磁电流的新方法。该方法既保留了有限元计算的精度又便于工程实际中应用。 5)对比研究了磁路饱和与磁场畸变共同作用下电磁转矩及参数计算的多种方法,选择出适用的方法,通过大量计算分析,发现磁路饱和与磁场畸变的共同作用对功角特性的影响不大,但对参数的影响很大,当气隙电势固定,即主磁路饱和程度不变时,同步电抗随功率角的增大而显著减小。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM341

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 王红宇;许国瑞;刘晓芳;康锦萍;罗应立;;定子绕组暂态过程对电力系统大扰动特性的影响[J];中国电机工程学报;2013年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨娅萍;发电机非线性参数及其对稳定运行极限影响的研究[D];华北电力大学;2013年
2 贾瑞;大扰动下同步发电机BPA与时步有限元模型对比研究[D];华北电力大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 赵争鸣,郑逢时;同步电机非线性参数的自适应辨识方法[J];电工技术学报;1994年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 吴义纯;;基于EMTP的操作过电压仿真[A];第三届安徽自然科学学术年会安徽省电机工程学会2005年学术年会论文集[C];2005年
9 王正风;白涧;;发电机无功功率与电力系统稳定运行[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
10 王正风;黄太贵;;发电机无功功率与机端电压对系统暂态功角稳定性的影响分析[A];第十六届(2008年)华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘少刚;基于单一平面电容传感器的木材含水率检测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
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10 胡永忠;微波阵列天线成像处理中干扰抑制及快速成像方法的研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
2 刘兴鹏;基于微波同轴谐振腔物料密度测量技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张丛辉;船舶燃气轮机—发电系统稳定性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 周志飞;考虑风速随机性的风电场电压相关问题的研究[D];长沙理工大学;2010年
7 李彩玲;改进PSO算法在综合负荷建模中的应用[D];长沙理工大学;2010年
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10 梁剑;电力系统负荷节点电压稳定临界边界变化特性的研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李志强;胡笳;祝丽芳;罗应立;;同步发电机有限元磁场计算中端点量迭代的改进算法[J];电工技术学报;2008年12期
2 康锦萍;李志强;刘晓芳;王靖;;汽轮发电机电磁转矩计算方法的对比[J];电工技术学报;2009年09期
3 肖友强,杨顺昌;考虑饱和的同步发电机数学模型[J];电工技术学报;1999年04期
4 孙海顺;董宸;文劲宇;程时杰;曹一家;;考虑发电机饱和特性时的励磁系统建模与仿真研究[J];电气应用;2006年10期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 胡笳;系统扰动条件下同步发电机运行行为的时步有限元研究[D];华北电力大学(北京);2010年
2 蒙亮;同步发电机异常非线性特征的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李峰;汽轮发电机模型机的时步有限元动态特性仿真与试验研究[D];华北电力大学(北京);2011年
2 宋宏志;不同工况下大型水轮发电机电磁参数的计算[D];华北电力大学(北京);2011年
3 高磊;基于多回路理论的发电机转子匝间短路故障特征分析[D];华北电力大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 许国瑞;汤涌;刘晓芳;王红宇;康锦萍;罗应立;;汽轮发电机不同模型小扰动特性[J];电工技术学报;2013年09期
2 王红宇;许国瑞;刘晓芳;康锦萍;罗应立;;定子绕组暂态过程对电力系统大扰动特性的影响[J];中国电机工程学报;2013年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陶大军;发电电动机静止变频器起动强迫换流阶段若干问题研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 贾瑞;大扰动下同步发电机BPA与时步有限元模型对比研究[D];华北电力大学;2013年
2 李桂芬;核电半速汽轮发电机误同期并网及机端突然短路研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴硕麟;;电力变压器的数学模型和参数决定[J];电工技术学报;1990年02期
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4 罗应立,蒙亮,刘晓芳,赵凌志;汽轮发电机双因素非线性特性的研究[J];电工技术学报;2005年06期
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7 肖友强,杨顺昌;考虑饱和的同步发电机数学模型[J];电工技术学报;1999年04期
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10 康尔良,王靖,孙力;大型发电机突然三相短路试验数据分析和动态参数辨识[J];大电机技术;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周济;同步发电机不同运行条件下多因素饱和效应的研究[D];华北电力大学;2001年
2 蒙亮;同步发电机异常非线性特征的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
【相似文献】
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1 金明,蓝娟,刘远龙;基于变压器磁特性的励磁涌流鉴别方案[J];青岛大学学报(自然科学版);1996年04期
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3 王爱元;;基于磁场饱和的IPM电动机的磁路仿真[J];微特电机;2007年05期
4 游晶隆,黄苏融,张琪,谢国栋;高密度IPM电机最大电动运行能力评估[J];微特电机;2005年03期
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7 杨建华;高军;;考虑磁饱和影响的同步发电机励磁电流计算[J];电力系统及其自动化学报;2009年02期
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6 张文海;徐丽;李家会;;永磁直流力矩电机磁负荷的反算法[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
7 刘伟;柴凤;程树康;;内置径向式永磁同步电动机电感特性分析[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年
8 涂奉臣;周滨;周娟;冯学斌;;新型磁流变阻尼器的磁路设计及磁饱和分析[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
9 季宪平;;三相混合式步进电机及驱动控制器的研究[A];陕西省机械工程学会九届二次理事扩大会议论文集[C];2010年
10 莫会成;;分数槽集中绕组永磁交流伺服电动机齿槽转矩分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
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3 王艾萌;内置式永磁同步电动机的优化设计及弱磁控制研究[D];华北电力大学(河北);2010年
4 曲兵妮;开关磁阻电机互感及转矩脉动抑制技术的研究[D];太原理工大学;2010年
5 张卓然;新型混合励磁同步电机特性研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 康锦萍;考虑饱和与磁场畸变的汽轮发电机运行行为的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
7 卢苇;大功率甚低频水下声源研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 高洁;基于粒子群算法的SR电机转矩脉动全局优化研究[D];河北工业大学;2012年
9 王秀和;永磁起动机电机设计研究及设计专家系统[D];沈阳工业大学;1996年
10 胡笳;系统扰动条件下同步发电机运行行为的时步有限元研究[D];华北电力大学(北京);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨超;考虑磁路饱和的同步磁阻电机控制策略研究[D];重庆大学;2013年
2 李峥;基于模型的电动汽车IPMSM驱动系统矢量控制[D];合肥工业大学;2013年
3 马隽;三相异步起动永磁同步电动机的优化设计[D];浙江大学;2007年
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5 安少亮;变频调速系统节能控制技术研究[D];西安理工大学;2010年
6 谭俊敏;离网型异步风力发电系统的控制技术研究[D];中南大学;2011年
7 石文娟;内置式永磁同步电机及其驱动系统控制策略研究[D];华北电力大学;2011年
8 毕重强;南桠河发电厂非正常运行工况下的仿真研究[D];重庆大学;2007年
9 沈朗;基于旋转高频注入法的永磁同步电机转子初始位置检测研究[D];重庆大学;2009年
10 党杰;鼠笼异步电机电压源模型在风力发电机短路计算中的研究[D];上海交通大学;2011年
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