戈宝军　李鑫

摘 要：针对不对称运行产生的负序电流使汽轮发电机损坏的问题，分析计算了汽轮发电机接三相不对称负载稳态运行参数，重点分析了电压电流的变化规律。分析过程依据对称分量法为理论基础，分别采用矩阵方程等效电路方法和有限元法进行计算，建立了汽轮发电机不对称运行组合等效电路模型和发电机有限元仿真模型。有限元仿真三相电压仿真结果与等效电路模型计算结果高度吻合，从而验证了等效模型的正确性。仿真结果可以得出随着负载不对称程度的增加非故障相得电流夹角出现严重偏离，同时不对称运行使电机内磁场发生严重畸变，随着不对称程度的增加气隙磁密谐波幅值增大。

关键词：汽轮发电机；不对称运行；等效电路；有限元模型

DOI：10.15938/j.jhust.2018.04.001

中图分类号： TM311

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2018）04-0001-06

Abstract：Steadystate analysis of generator is aimed at the problem of damage caused by negative sequence current at unbalanced state， and the analysis focuses on the variation of voltage and current. On the basis of symmetrical components method， the analysis used equivalent circuit method and finite element method to build the combined equivalent circuit model and finite element model. The simulation result of threephase voltage from finite element model coincided with those from equivalent circuit model， and it has proved the validity of the model. It is concluded that the more loads asymmetry， the more deviation angle between nonfaultphase current. At the same time， asymmetrical operation causes serious distortion of magnetic field inside the generator， the more loads asymmetry， the more harmonic amplitude of the airgap flux density.

Keywords：turbine generator；asymmetric operation；equivalent circuit；finite element model

0 引 言

核電技术的发展使得与之配套的大型汽轮发电机的单机容量不断增加，对发电机材料的热稳定性提出更高的要求，然而由于不对称运行而产生的负序电流使汽轮发电机损坏的事故时有发生[1]。发电机不对称运行问题，主要就是研究发电机承受负序电流的能力问题。当汽轮发电机在不对称运行状态下，定子绕组中将会存在负序电流，负序电流分量产生与转子同速、反向的旋转磁场，使发电机内磁场发生改变，电枢的电流和电压将会出现不对称现象。所以，汽轮发电机不对称稳态运行非常值得研究。……