雙饋電機定子匝間短路的建模與穩態分析

李俊卿，王志興，王悅川

(華北電力大學 電氣與電子工程學院，河北 保定 071003)

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雙饋電機定子匝間短路的建模與穩態分析

李俊卿，王志興，王悅川

(華北電力大學 電氣與電子工程學院，河北 保定 071003)

摘要：雙饋感應式發電機使用廣泛，定子匝間短路是常見故障之一。利用多回路理論建立了雙饋感應發電機正常以及定子匝間短路情況下的數學模型，利用MATLAB/Simulink中S函數實現了數學模型。對雙饋感應式電機在這兩種情況下進行了仿真，并且對仿真結果進行了相應的頻譜分析。最后分析了電網電壓不對稱對匝間短路識別的影響，提出了通過線電流頻譜的不同特征來區別電網電壓不平衡和匝間短路。通過和實驗數據的對比可以看出，得到符合實際的仿真結果。

關鍵詞：雙饋感應電機；匝間短路；多回路；S函數

0引言

風力發電機是整個風力發電系統的核心部件之一，其運行狀態對整個風力發電系統具有重要影響。在雙饋風力發電機的故障當中，定子繞組匝間短路是一種常見的故障，大約占到總電機故障的30%以上[1]。早期匝間短路如果發展下去會造成絕緣損壞引起相間短路等更為嚴重的故障，輕則引起停機停產，重則可能損壞電氣設備。如在早期能發現故障的存在，就能合理安排檢修等相關工作，避免不必要的損失，所以研究定子繞組匝間短路具有重要意義。

研究雙饋電機匝間短路首先要建立其數學模型。大部分建模方法采用坐標變換的思想，文獻[2-4]把abc三相坐標系轉換到d-q坐標系下進行建模，這種建模方法針對正常運行下的雙饋發電機進行分析比較適合，但是對于匝間短路等內部故障來說采用坐標變換的思想會產生較大誤差。……