考慮不同運行工況的雙饋風(fēng)力發(fā)電機定子繞組故障特征分析.pdf

1、風(fēng)電依靠其自身的優(yōu)勢不斷發(fā)展，裝機容量不斷增長，電網(wǎng)對其的消納能力也不斷提升。不過風(fēng)電有其特殊性，風(fēng)速的突然波動、機組突然甩負(fù)荷、并網(wǎng)過程的無功缺額等都會對風(fēng)電機組本身和電網(wǎng)穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響。
　　特殊的工作環(huán)境會影響風(fēng)電機組的安全穩(wěn)定運行，對于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(DFIG)而言，會發(fā)生繞組絕緣失效，氣隙偏心等早期故障，其中定子繞組絕緣失效發(fā)生的幾率更大，早期匝間短路故障如果不被發(fā)現(xiàn)，在長期的運行中會導(dǎo)致更嚴(yán)重的故障。因此，對風(fēng)力發(fā)電

2、機實施在線監(jiān)測將會非常重要。
　　本文首先通過ANSYS有限元分析軟件，建立DFIG二維模型，利用PSCAD電力仿真軟件，模擬風(fēng)機正常運行、風(fēng)速突變、電網(wǎng)電壓三相不平衡和機組低電壓穿越工況，得到四種不同工況下發(fā)電機的定轉(zhuǎn)子電流作為激勵加載到發(fā)電機有限元模型中，然后通過有限元軟件求解、后處理，得到發(fā)電機的磁力線分布圖、磁密云圖、氣隙磁密曲線，通過對比不同運行工況下發(fā)電機的氣隙磁密曲線，研究不同工況是否會導(dǎo)致發(fā)電機氣隙磁密曲線發(fā)生畸變

3、、以及長期運行后是否可能導(dǎo)致定子繞組發(fā)生匝間短路；同時通過定量計算發(fā)電機氣隙磁密畸變后，不同運行工況時的征兆表現(xiàn)因子和工況影響因子，直觀的分析不同特征量在同一工況下的表征程度和不同運行工況對同一特征量的影響程度。
　　其次，分析當(dāng)發(fā)電機定子繞組發(fā)生匝間短路時，利用匝間短路定量分析模型，獲取不同匝間短路程度下發(fā)電機的定轉(zhuǎn)子電流，作為激勵施加到有限元模型中，得到四種不同運行工況下發(fā)電機的氣隙磁密曲線，通過對比分析，找到氣隙磁密發(fā)生明顯

4、畸變的關(guān)鍵點；同時通過對定子繞組不同匝間短路程度下發(fā)電機不同工況時的征兆表現(xiàn)因子和工況影響因子的計算，得到其特征量和影響因子的規(guī)律性。
　　最后，從損耗和諧波分析兩個方面，計算發(fā)電機定子繞組匝間短路前后定子脈振損耗和定子表面鐵耗，再以正常運行工況為標(biāo)準(zhǔn)，分析不同的運行工況對發(fā)電機損耗的影響特征；同時，針對發(fā)電機匝間短路前后不同的運行工況下得到的氣隙磁密曲線進行諧波分析，研究同一故障不同工況和同一工況不同匝間短路程度下氣隙磁密曲線各