发电机定子单相接地故障下定子铁芯的电弧烧损过程

针对发电机单相接地故障引起的定子铁心烧损问题，提出了一种基于电弧模型和定子铁心温度场模型的仿真分析方法。首先，根据单相接地等效电路建立电弧模型，分析电路参数对电弧电压和电弧功率的影响。其次，建立了定子铁芯的温度场模型，利用有限元法计算了不同电弧功率、故障时间等参数下的铁芯熔化量。仿真结果表明，电弧功率与接地故障电流、铁芯熔化量与电弧功率之间存在近似线性关系。最后，对定子铁心电弧损耗测试数据进行了分析，提出了电弧功率模型，对温度场模型进行了修正，阐明了铁心熔化量与接地故障电流的关系。通过仿真与试验对比，验证了仿真分析方法的有效性。结合电弧烧毁铁芯的模拟试验和电机厂家铁芯的局部修复水平，确定大型发电机接地故障电流的最大允许值为25A。