[发明专利]一种发电机内部短路故障点位置的分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机短路故障点的分析方法，具体涉及一种发电机内部短路故障点 位置的分析方法，属于发电机内部故障分析技术领域。

背景技术

随着发电机容量和体积的不断增加，发电机的造价随之增加。如果发电机发生绕组内 部短路故障，则会产生巨大的短路电流，这样不仅容易烧毁电机的绕组，甚至会对电力系 统的稳定运行造成严重的危害，造成不可估量的经济损失。

为了及时检测出发电机绕组内部短路故障，发电机组必须配置有效的主保护方案。然 而，主保护方案的配置依赖于准确地计算短路故障电流，所以解决这一问题的关键在于提 出更加准确合理的同步电机内部短路故障模型。

目前常用的分析发电机内部短路故障的模型是多回路法模型，该模型可以考虑气隙磁 场的谐波作用、故障的空间位置和绕组形式等因素，但多回路法模型以整个定子线圈为基 本单位，这制约着多回路法的仿真故障点的位置，使故障点无法深入到线圈内部，造成仿 真故障点和实际故障点存在较大差异，导致仿真结果存在误差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中对定子线圈的分析以整个线圈为基本单位，使故 障点无法深入到线圈内部，造成仿真故障点和实际故障点存在较大差异，导致仿真结果误 差较大的问题。

本发明的技术方案是：一种发电机内部短路故障点位置的分析方法，适用于采用场路 耦合法仿真发电机内部短路故障，包括以下步骤：

步骤一、将发电机定子绕组的每个线圈利用第一节点、第二节点、第三节点、第四节 点、第五节点、第六节点和第七节点划分成六部分，依次为第一端部电阻单元、第一直线 段单元、第二端部电阻单元、第一端部漏抗单元、第二直线段单元和第二端部漏抗单元；

步骤二、定义相邻两线圈的第四节点之间为第一短路点，所述第一短路点覆盖整个上 侧端部短路区域，相邻两线圈的第三节点和第五节点之间为第二短路点，第二短路点覆盖 整个直线段短路区域，相邻线圈的第一节点和第七节点之间为第三短路点，第三短路点覆 盖整个下侧端部短路区域；

步骤三、根据相邻两线圈的上层边所跨过的距离判定仿真故障点的位置，在相应短路 点处建立短路电阻单元，进行发电机内部短路分析，所述判定故障点位置的方法具体包括：

定义绕组的第一节距为y₁，第二节距为y₂，两个线圈上层边所跨过的距离为d；

当y₁＜d时，则仿真故障点位于端部，用第一短路点进行模拟；

当y₁＝d时，则仿真故障点位于槽内，用第二短路点进行模拟；

当y₁＜d＜(y₁+y₂)，则仿真故障点位于端部，用第三短路点进行模拟；

当d>(y₁+y₂)，则两个线圈间不存在短路点。

所述的定子线圈的第一端部电阻单元和第二端部电阻单元等效阻值R_d的确定依据下 式：

Rd=ρNclE2Ac;]]>

其中：ρ为绕组电阻率；N_c为线圈匝数；l_E为线圈端部长度；A_c为每匝截面积。

所述的定子线圈的第一端部漏电抗单元和第二端部漏抗单元的等效漏抗值X_d的确定 依据下式：