同步发电机励磁绕组匝间短路的数学模型与故障特征

为实现励磁绕组匝间短路故障的早期诊断,需要准确计算故障电流等电气量。考虑到转子故障引起的气隙磁场的各种空间谐波、定子相绕组内部不平衡电流和励磁绕组电路拓扑结构的改变,建立了同步发电机励磁绕组匝间短路故障的扩充的多回路数学模型,并准确计算了与发生匝间短路故障的励磁绕组有关的电感参数,利用数值方法可对发电机励磁绕组匝间短路故障整个过渡过程中定子各分支及转子绕组电流等电气量进行数字仿真。在一台3对极隐极同步发电机上进行了转子匝间短路的实验研究,并利用文中的数学模型做了相应的仿真计算。故障过渡过程和稳态的实验结果均与仿真结果相吻合,验证了数学模型的正确性和仿真程序的准确性。通过仿真和实验归纳出这台电机励磁绕组匝间短路的稳态故障特征,可为转子匝间短路的检测与保护提供依据。