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《华北电力大学(北京)》 2005年
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同步发电机异常非线性特征的研究

蒙亮  
【摘要】:本文研究汽轮发电机在各种正常及非正常运行条件下的非线性特性。首先对比研究了具有不同结构的汽轮发电机在稳态条件下的异常非线性特征,以及这种非线性特征对发电机参数及电磁力分布的影响,进一步建立了基于时步有限元方法的单机无穷大系统非线性仿真模型,研究了同步发电机的复杂非线性特性对系统稳定的影响。本文的工作及主要研究成果包括以下几个方面: (1) 揭示了不同结构的汽轮发电机在非正常运行条件下均具有异常非线性特征,首次提出汽轮发电机具有铁磁饱和与磁场畸变共同作用的双因素非线性,进一步研究了双因素非线性对传统负载饱和特性的重要影响,得到了一系列新的结果。 (2) 确定了基于有限元的发电机增量电抗计算方法,以三种典型汽轮发电机(135MW、300MW和600MW)为例,揭示了增量电抗随功角、有功功率和励磁电流等运行条件变化的非线性特征。 (3) 在考虑发电机非线性的基础上,对计算转子铁心表面局部电磁力的公式进行了重要改进。进而根据某600MW汽轮发电机转子铁心故障分析的需要,详细分析了其转子铁心表面电磁力的分布,首次发现大齿后侧的第一、二小齿电磁力密度达到平均值的2.5倍,因而是局部受力非常集中的危险部位,该结果与故障发电机的转子实际故障部位相符,对该发电机故障分析起了重要的参考作用。 (4) 建立了既考虑发电机内部非线性又考虑外部电路拓扑结构的用于系统动态分析的时步有限元模型。该模型将描述发电机内部非线性的偏微分方程与描述系统动态过程的常微分方程有机结合,能方便地对变压器出口短路故障和线路短路、切除、重合闸等动态过程进行仿真。 (5) 以单机无穷大系统大扰动的动态过程仿真为实例,对发电机的时步有限元模型、线性Park方程模型和空载饱和Park方程模型进行了对比,揭示了采用不同发电机模型的动态仿真结果有明显的差别:采用计及发电机复杂非线性的时步有限元模型时,仿真结果显示出系统具有更高的稳定性。
【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】:2005
【分类号】:TM341

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前5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 侯纪勇;汽轮发电机励磁绕组匝间短路分析及实验研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 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
4 吴轩钦;电励磁同步电机双三电平矢量控制系统研究及其应用[D];中国矿业大学;2011年
5 张新丽;汽轮发电机非线性特征的机理及其与运行条件的关系[D];华北电力大学(北京);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 陈增芬;考虑饱和时1000MW水轮发电运行特性分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 牛洪瑜;基于神经网络的船舶柴油发电机组的故障诊断[D];兰州理工大学;2007年
3 鄂建新;同步发电机非线性模拟机组设计研究[D];华北电力大学(北京);2007年
4 张国兰;不同结构汽轮发电机非线性特征的对比研究[D];华北电力大学(北京);2007年
5 祝丽芳;四极隐极发电机有限元通用程序设计及非线性特性研究[D];华北电力大学(北京);2009年
6 孙凤红;新结构水轮发电机空载电势波形及同步电抗的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1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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6 施希;大型压水堆核电站接入电网的理论和技术研究[D];武汉大学;2009年
7 段志远;计及信号传输时延的电力系统阻尼控制器研究[D];武汉大学;2009年
8 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
9 苏玲;微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略[D];华北电力大学(北京);2011年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 张玉佳;特高压交直流系统相互作用问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 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
5 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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7 陶琼;基于电压水平约束的负荷安全域研究[D];长沙理工大学;2010年
8 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
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10 陈增芬;考虑饱和时1000MW水轮发电运行特性分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邸树强;;国产300MW发电机转子线圈短路及大轴磁化故障分析[J];华北电力技术;1993年10期
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9 黄加亮,蔡振雄,张均东;船舶柴油机智能故障诊断仿真方法的研究[J];航海技术;2001年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 陈钢;冯真秋;;白鹤滩水电站1000MW机组设计方案[A];大型水轮发电机组技术论文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李浩;大功率三电平变换器关键技术及同步电机传动控制系统研究[D];中国矿业大学;2010年
2 叶宗彬;大功率提升机三电平双馈调速关键技术研究[D];中国矿业大学;2010年
3 景巍;大功率三电平变频器功率器件损耗研究[D];中国矿业大学;2011年
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8 徐金榜;三相电压源PWM整流器控制技术研究[D];华中科技大学;2004年
9 万书亭;发电机绕组与偏心故障交叉特征分析及其检测方法研究[D];华北电力大学(河北);2005年
10 秦峰;基于电力电子系统集成概念的PMSM无传感器控制研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周万里;葛洲坝水电厂水轮发电机组主轴动力分析[D];华中科技大学;2009年
2 姜雪松;三相高功率因数可逆整流器研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 黄加亮;RBF神经网络在船用低速柴油机故障诊断中的应用研究[D];大连海事大学;2000年
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5 韦韩英;船舶柴油发电机系统仿真[D];上海海运学院;2003年
6 刘靖;基于模糊神经网络的发电机转子绕组短路故障诊断研究[D];四川大学;2003年
7 郝媚美;汽轮发电机励磁与汽门综合控制的研究[D];福州大学;2004年
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10 钱海;柴油发电机组全数字控制系统硬件设计[D];兰州理工大学;2004年
【二级引证文献】
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1 刘勇智;王海波;李颖辉;;用于调压器动态性能测试的发电机非线性建模方法[J];空军工程大学学报(自然科学版);2011年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前6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 侯纪勇;汽轮发电机励磁绕组匝间短路分析及实验研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 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
4 吴轩钦;电励磁同步电机双三电平矢量控制系统研究及其应用[D];中国矿业大学;2011年
5 朱熙;旋转磁场电动式磁悬浮系统的建模与控制[D];北京交通大学;2011年
6 柴艳有;基于核学习理论的船舶柴油机故障诊断研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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1 刘超;1000MW级半速汽轮发电机电磁性能分析与计算[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 薛卿;同步发电机参数对不同假设模型影响的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 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
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5 牛志雷;基于时步有限元法的巨型水轮发电机稳定性研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
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7 祝丽芳;四极隐极发电机有限元通用程序设计及非线性特性研究[D];华北电力大学(北京);2009年
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9 孙凤红;新结构水轮发电机空载电势波形及同步电抗的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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【相似文献】
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9 竺致文;王洪礼;许佳;;形状记忆合金支承——转子系统中的分岔行为研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
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5 余小波;东方电机 “十一五”科技蓝图绘就[N];中国工业报;2005年
6 本报记者 李一萍 张良善;武汉汽轮发电机厂不断提升企业整体实力[N];中国机电日报;2001年
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8 龙继慧 梁占武;宣钢杜绝煤气放散技改新项目启动[N];中国冶金报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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