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大型半速汽轮发电机相间短路时瞬态负序分量研究

高云鹏  
【摘要】:为解决AP1000型百万千瓦级半速汽轮发电机设计中的关键技术,本文结合国家科技重大专项《大型先进压水堆及高温气冷堆核电站》专题。《大型核电半速汽轮发电机电磁方案及结构设计技术研究》中的子课题—大型半速汽轮发电机关键技术研究(编号:2009ZX06004-013-04-01),对大型半速汽轮发电机的瞬态负序分量的计算进行了分析。 本文分析了负序电流产生的基本原理及对发电机造成的危害,从瞬态负序能力的定义和转子瞬时发热的特征出发,分析故障时的短路电流与转子瞬时发热的内在联系,考虑了传统瞬态负序计算公式的不足,把发生短路时三相电流的非周期分量产生的合成磁场引入到计算中。在瞬态负序计算公式中加入了相对转子以基频旋转的非周期分量的等效瞬态负序,给出了瞬态负序分量的改进计算公式。 根据该电机的绕组排布方式分析其内部短路的可能位置,选取其中的两个支路短路的情况,利用场路耦合的方式对该电机内部相间短路的情况进行了仿真。然后分析三相稳态电流中各次谐波的含量,计算出负序电流的值,得到了该电机在不同位置发生相间短路时的电流的不对称程度和相应的稳态负序分量。 由于傅里叶变换算法的局限性,不能对电流在时频域同时进行分析,本文提出了使用小波变换的方法对短路瞬态电流进行分析,提取其瞬态电流的非周期分量和周期分量的基波部分,而去掉高次谐波分量和衰减的周期分量,根据变换后的电流波形计算出内部短路时发电机的暂态参数从而计算该电机的瞬态负序分量,为保护大型发电机提供了一定的理论依据。


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