李俊卿，王志兴，王悦川

(华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定 071003)



双馈电机定子匝间短路的建模与稳态分析

李俊卿，王志兴，王悦川

(华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定 071003)

摘要：双馈感应式发电机使用广泛，定子匝间短路是常见故障之一。利用多回路理论建立了双馈感应发电机正常以及定子匝间短路情况下的数学模型，利用MATLAB/Simulink中S函数实现了数学模型。对双馈感应式电机在这两种情况下进行了仿真，并且对仿真结果进行了相应的频谱分析。最后分析了电网电压不对称对匝间短路识别的影响，提出了通过线电流频谱的不同特征来区别电网电压不平衡和匝间短路。通过和实验数据的对比可以看出，得到符合实际的仿真结果。

关键词：双馈感应电机；匝间短路；多回路；S函数

0引言

风力发电机是整个风力发电系统的核心部件之一，其运行状态对整个风力发电系统具有重要影响。在双馈风力发电机的故障当中，定子绕组匝间短路是一种常见的故障，大约占到总电机故障的30%以上[1]。早期匝间短路如果发展下去会造成绝缘损坏引起相间短路等更为严重的故障，轻则引起停机停产，重则可能损坏电气设备。如在早期能发现故障的存在，就能合理安排检修等相关工作，避免不必要的损失，所以研究定子绕组匝间短路具有重要意义。

研究双馈电机匝间短路首先要建立其数学模型。大部分建模方法采用坐标变换的思想，文献[2-4]把abc三相坐标系转换到d-q坐标系下进行建模，这种建模方法针对正常运行下的双馈发电机进行分析比较适合，但是对于匝间短路等内部故障来说采用坐标变换的思想会产生较大误差。……