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故障发电机定子绕组主电感系数的简化计算

故障发电机定子绕组主电感系数的简化计算 2011年12月09日 来源： 分类号：TM301；TM772　　　文献标识码：A文章编号：0258-8013 (2000) 05-0051-03A SIMPLIFIED METHOD FOR THE CALCULATION OF FAULT GENERATORSTATOR WINDING'S MAIN INDUCTANCEWANG Wei-guo, YIN Xiang-gen, LIU Shi-ming, CHEN De-shu(Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,ChinaABSTRACT：The calculation of winding's inductance is an important step for the transient process simulation of a generator with stator winding faults. Based on Xad,Xaq,Xd and Xq of a normal generator, referring to the multi-loop theory of alternating current machine, a simplified method for the calculation of the stator winding's main inductance is presented in this paper. This method can be used in the calculation of normal branches and fault branches.KEY WORDS：fault generator; stator winding; main inductance1　引言　　发电机定子绕组内部故障是对发电机危害最大的一类故障。为了寻求安全快速的继电保护方案，必须全面了解故障发生的全过程以及各参数之间的关系。对这一类故障的研究，许多学者做了大量的研究工作［1～4］。在研究多分支绕组内部故障时，确定故障发电机绕组参数是重要一环。文［1～3］的多回路理论以单个线圈的基波磁场及各种谐波磁场为基础，结合发电机的多种结构参数进行绕组电感系数的计算，在理论方面取得了重大进展。但该理论对电机物理结构参数的需求太多、太精细，难以进行参数获取和工程计算。文［4］的支路分解组合方法通过引入正常电机的纵横轴电枢反应电感系数Lad和Laq，大大简化了对结构参数的需求，但该方法对分数次谐波磁场忽略较多，存在较大的误差。本文利用正常电机的Xd、Xq、Xad及Xaq等参数，参照多回路理论，提出了一种新的计算电机定子绕组主电感系数的简化方法。该方法既保证了理论的严密性，又简化了对结构参数的需求，适用于工程计算。2　故障发电机定子绕组主电感系数计算的基本思想　　以定子线圈AA′的轴线作为参考轴，转子轴线超前定子线圈AA′的轴线γ电角度，相对位置关系如图1所示。若线圈BB′的轴线落后AA′轴线α电弧度，根据文［3］，线圈AA′与BB′的互感系数为(1)图1　定子线圈AA′与转子相对位置图Fig.1　Relative position between stator coil AA′ and rotor其中式中　MABol为互漏抗；为线圈的短矩系数。当α＝0时，MAB即为线圈AA′的自感系数。　　多回路理论认为，在单个线圈自感及互感的表达式中，一般只取前两项，即常值项和二次谐波项，精度就够了。　　常值项的λ0和二次谐波项的λ2是准确计算电感系数的关键。多回路理论为了计算λ0和λ2采用了大量的电机结构参数。另外，常值项和二次谐波项都含有wk，τ,l,p等反映电机物理结构的参数。令　　则常值项和二次谐波项只分别与C0和C2相关，只要确定C0和C2，那么对电机物理结构参数的需求可以大大减少。　　多回路理论的另一个基本思想是认为定子绕组回路的电感系数由单个线圈的电感系数合成而来。显然，定子绕组回路的自感及互感系数也只与C0和C2有关。如果能根据正常电机的Xd、Xq、Xad及Xaq等参数来确定C0和C2，则可以使发电机绕组自感及互感系数的计算无论从对结构参数的需求来说还是计算工作量来说都可以大大简化，而且理论上仍然具有严密性。3　C0与C2的确定　　根据文［3］(2-1-6)式及(2-1-7)～(2-1-10)式，当以定子第0号线圈中心线为定子参考轴时，正常电机定子相绕组的自感系数如下(2)式中　L0＝L0δ＋L0l，L0l为槽漏磁

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