电工电能新技术

作者：李俊卿1， 张承志1， 何玉灵2， 胡晓东1， 刘若尧1

单位：1.华北电力大学电气与电子工程学院， 河北 保定 071003；
2.华北电力大学机械工程系， 河北 保定 071003

关键词：同步调相机； 不平衡电压； 励磁绕组匝间短路； 转子振动； 有限元

基金：国家自然科学基金项目（52177042）

随着新一代同步调相机的大量使用，调相机的安全性问题日益突出。励磁绕组匝间短路是一种常见的故障，直接影响到调相机的正常工作。本文以电网电压不平衡状态下调相机发生励磁绕组匝间短路的故障特征分析为目标，建立了电网电压平衡状态下调相机正常运行与发生励磁绕组匝间短路故障、不平衡电压下调相机未发生故障以及发生励磁绕组匝间短路故障四种工况下气隙磁通密度、转子不平衡磁拉力的统一数学表征，分析了不同工况下调相机的转子振动特性，并从谐波含量、谐波幅值等多方面进行了对比分析，揭示了调相机故障机理。基于某场站TTS-300-2型新型同步调相机建立了四种工况下的有限元仿真模型，并在动态模拟实验室中，以MJF-30-6型故障模拟同步电机模拟调相机运行进行了实验验证。结果表明，在不平衡电压下发生故障时气隙磁通密度产生衰减，转子不平衡磁拉力出现三次谐波分量。通过仿真分析与实验验证，理论研究成果的准确性得到了充分证实，为调相机故障诊断工作奠定了坚实的理论基础。

来源：2025年第1期

《电工电能新技术》期刊编辑部

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