说明：按毕业设计任务安排，本次翻译《同步发电机建模方法和应用IEEE指南》文档的第21页-第40页，主要是关于发电机建模方面的内容。其中，前面1-20页的由本次毕业设计杨斌佩同学翻译。
5.3.2圆形转子发电机
在圆形转子机器中，槽的一部分圆周上存在以容纳励磁绕组。这些插槽的顶部包含用于机械保持场转角的楔子。这些楔子通常由非磁性金属制成，并且可以是分段的或全长的。在许多结构中，在场端绕组保持环下面的导电环用于改善这些连接点处的导电性，其中指状物在槽楔的端部下方延伸。对于极少出现保持环为磁性的情况，与静止数据（杰克和贝德福德 [B39]）相比，磁场泄漏通量和相应的电感会受到影响，在接近满负载的频率响应数据中存在明显差异。
铜条通常插在楔形下面以提供楔形段之间的改进的导电性或改善阻尼电路的作用。在某些情况下，会形成一个完整的鼠笼式绕组，而在其他情况下，导电路径仅对阻尼电路作用有一点贡献。根据楔形材料，楔形物的分段以及楔形物下方的导电电路的设计，槽楔形阻尼器电路的效果可以广泛地变化。杰克和贝德福德[B39]和多尔蒂和明尼奇[B17] 讨论一些上述细节对直轴转子模型的影响。直轴的三阶模型通常比二阶函数更适合Ld（s）和sG（s）测试数据。但是，增加仿真的计算复杂性通常是不合理的。在大多数情况下，用于直轴的二阶模型就足够了，同时还包括Lf1d，它反映了磁场，等效转子楔和/或阻尼器电路与定子。
涡轮发电机在槽楔下面没有导电条，在极面区域没有楔形或阻尼条，可以用2.2型充分表示。
为了转子弯曲和平衡的目的，极面区域通常沿圆周开槽，或者有时可以纵向开槽。在某些情况下，纵向极面槽可能填充有低导电性钢的楔形物，或者在次级同步共振（SSR）机器的情况下，高导电性材料形成正交轴阻尼器回路。q轴等效电路模型必须考虑转子铁芯沿极面的各种电流路径。这些路径的电气特性可能受到周向开槽或杆面楔或阻尼杆的影响。
但是，如果杆面区域具有导电楔或阻尼条，建议使用2.3型。 还发现对于一系列转子阻尼器结构，诸如模型2.3和3.3的三阶表示提供了在测量和计算的Lq（s）值之间更好的拟合，包括相位角在0.1Hz到10Hz范围。看起来，极面区域中的电流效应更准确地由三阶正交轴模型表示。
制造商提供的标准数据通常基于2.2型结构。 高阶模型的数据必须从发电机的适当测试中推导出来。 或者，可以使用诸如Dougherty和Minnich中描述的技术[B18] 可用于从设计信息中导出更高的模型。
使用简化的模型
-
-
- 忽视阻尼电路
-
简化同步发电机模型的第一步是忽略阻尼电路的影响。这种近似的主要原因是与减振器电路有关的机械参数经常不易获得，特别是对于较老的设备。通过减少模型的次序并允许在时域模拟中允许较大的积分步骤，提供模型简化还可有助于减少计算工作量，假设系统中的其他设备的建模允许时间步长的这种增加。
忽视阻尼电路效应会导致一定程度的精度损失。 根据研究的性质和范围，这可能是可以接受的。
-
-
- 古典模型
-
“电压滞后-瞬态电抗”模型提供了相当大的计算简便性，因为它允许发电机的瞬态电气性能由有效电抗后的固定幅度的简单电压源表示。它通常被称为“经典”模型，因为它在早期的电力系统稳定性研究中被广泛使用（Kundur[B54]).
这种模型现在用于筛选研究，例如暂态稳定极限搜索应用的故障筛选和排序（IEEE [B37]）。
经典模型也用于分析非常大的互联电力系统中的“远程”机器。波德莫尔[B64]和王等人。[B81]描述了动态等效技术，其中识别“连贯”的发电机组，并且每个这样的机器组由单个等价的经典发电机模型表示。
饱和表示及其对同步发电机性能的影响
一般
同步发电机饱和的各种影响已在文献中广泛讨论多年。一般来说，同步发电机转子角度和激励的初始值（同步发电机稳定性性能在很大程度上取决于此值）受饱和度的显着影响。此外，饱和度对高初始响应激励能够改善瞬态稳定性的程度有影响。在任何系统规划或运行策略/决策中，如果电力系统稳定性起着重要作用，则满意地表示发电机饱和是非常需要的。
同步发电机饱和在稳态下的表示
最初的担忧是准确计算激励器设计和尺寸的励磁时，饱和对同步发电机稳态性能的影响已被认识至少60年。 在这60年的下半年，饱和度对确定同步发电机内角的影响也受到了很多关注。
通常，饱和的影响不仅取决于合成机器安匝轴中的饱和曲线，还取决于合成安匝与由于显着性和不同饱和水平两者而产生的合成通量之间的相位角在不同的轴（El-Serafi和Demeter[B22], El-Serafi和Wu[B23], El-Serafi等人[B24]）。由于这些信息并不常见，因此在大多数情况下，经验性标准方法已经在同步发电机相量图中使用，以合理精确地表示饱和度的影响并给出与测量值更接近的一致性。 这些经验性标准方法中的一些在1945年首次用于同步电机的AIEE测试代码被记录在案。 这些程序现在在IEEE标准115-1995中基本上以相同的形式出现。 其他出版物和IEEE论文也讨论了该主题，并讨论了凸极发电机和圆形涡轮发电机之间的差异（El-Serafi和Abdallah[B21]，弗洛雷斯等人。[B30], 车工[B76]）。这些经验“标准”方法主要取决于计算饱和增量IFS（或另一种形式的饱和因子K）。IFS（或K）是实际激励与气隙线上激励之间的差值（或比率）
工作点饱和曲线。 内部电压“在某个特定电抗之后”通常用于定位该饱和曲线上的工作点。 对于稳态性能计算，使用漏抗或Potier电抗来确定内部电压（简要讨论和考虑漏电抗的使用和Potier电抗在IEEE标准115-附录5A中给出-1995年）。在饱和曲线上定位工作点的另一种方法是使用相应轴上各种绕组的总电流或每单位电流的总电流。
在这些用于饱和度计算的经验“标准”方法中，过去的趋势是只用一个饱和因子（或增量）来对应直轴的饱和度。这种趋势后来被转移到使用与直轴和正交轴中的饱和度相对应的两种不同的饱和因子（或增量）。在这两种情况下，直轴和交轴之间的磁耦合（交叉磁化现象）都被忽略，因此，在d和q轴建模中不包括精确模拟饱和效应。然而，这种交叉磁化现象的相对重要性得到了认可，饱和同步发电机的准确或精确的双轴模型将包括这种交叉磁化现象的表示（El Serafi et al。[B24])。 在这种情况下，在交叉磁化模型中考虑安培匝数与合成磁通之间的相移。该领域的大多数研究都是在小型实验室机器上进行的。
-
-
- 使用一个饱和因子（或增量）
-
使用不同的假设已经将一个饱和因数或增量用于凸极式和圆柱形转子同步电机。 在凸极电机的情况下，假定饱和仅发生在直轴上，并且对应于Potier（或泄漏）电抗后面的电压的饱和增量IFS（或者△Ep）从发电机开路饱和曲线（图4）。包括饱和效应的激励将等于该饱和增量加上来自开路饱和曲线的气隙线的激励的总和，所述开路饱和曲线的气隙线对应于使用不饱和计算的内电压“EGU” d轴和q轴同步电抗（图5)。 EGU和EI用于图中的相同内部电压4，图5, 图6, 和图7。
在圆柱转子同步发电机的情况下，直接轴和正交轴的饱和度都可能很高。 然而，假定围绕转子周边的磁路是均匀的，即开路饱和曲线代表围绕转子周边的任何轴上的磁关系，则应用一个饱和因子（或增量）。因此，开路曲线可以用来找到对应于总气隙磁通量（对应于泄漏或Potier电抗后的电压）的饱和度校正。将该饱和增量的相位与泄漏后的电压或Potier电抗相加到非饱和同步电抗后面的电压，可得到包括饱和在内的总激励（图6） 这个饱和增量和不饱和同步电抗后面的电压的代数和有时被认为是包括饱和在内的总激励（IEEE标准115-199）。但是，这种表示方式会在计算内部负载角度方面造成相当大的误差，特别是在大型汽轮发电机中。 在第二种方法中，将不饱和同步电抗分解为两个分量，并且通过饱和因子调整较大分量（Xsu-Xp）或（Xsu-Xl）以给出，加上Xp或Xl，即为饱和同步电抗。Kp或Kl是一个大于单位1的数字。
或者
然后使用该饱和电抗来确定内部电压EQD，如图所示7。然后通过将该内部电压乘以饱和因子来获得总激励。通过比较图6和图7，很明显这两种方法都是相似的。 饱和同步电抗法主要用于圆形转子电机。
-
-
- 使用两个饱和因子
-
在这种方法中，通过用相应的饱和因子Kd和Kq专门调整不饱和同步电抗Xdu和Xqu来表示直轴饱和效应和正交轴饱和效应，以获得饱和的d轴和q轴同步电抗的方式与上面讨论6.2.1节的相同。在这种情况下，从直轴饱和函数计算Kd，以便根据正交轴饱和函数计算出Xdsat和Kq以给出XQSAT。泄漏或Potier电抗背后的内部电压用于定义两条饱和曲线上的工作点。使用这些饱和电抗XDSAT和XQSAT代替图5中的不饱和电抗Xdu和Xqu，内部电压（图5中的EGU）被获得。通过将该内部电压乘以饱和因子Kd获得总激励。根据经验，两个饱和因子的
全文共14182字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
英语原文共 81 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[13945]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
