大型水轮发电机定子单相接地故障的暂态仿真

根据水轮发电机定子和转子的绕组结构，在利用多回路理论计算定子和转子绕组电感参数的基础上，考虑定子绕组对地电容的分布性，建立了新的水轮发电机定子绕组单相接地故障暂态仿真模型，将定子绕组单相接地问题的研究统一在一个模型之中。文中以三峡发电机的一种设计方案为例，分析了定子绕组对地分布电容对模型的影响，讨论了单相接地过程中机端与中性点处零序电压及接地故障电流随故障位置和接地电阻的变化关系。该模型适合发电机定子绕组单相接地故障的全过程仿真，可为单相接地故障继电保护方案的分析与开发提供基础。     

同步发电机多回路-有限元耦合数学模型及其应用

将多回路方法与电磁场有限元计算相结合，建立了同步发电机的多回路-有限元耦合数学模型，其突出优点在于可以计及定子绕组对地分布电容、磁路饱和、磁极形状、齿槽影响以及涡流等因素，因而适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析。分别应用多回路模型、多回路-有限元耦合模型进行定子绕组单相接地故障暂态数字仿真。仿真结果与实验结果对比表明，相对于多回路模型，多回路-有限元耦合模型具有更高精度。多回路-有限元耦合模型的仿真结果与实验结果基本吻合，验证了该模型的准确性与有效性。     

大型水轮发电机定子中性点高阻接地暂态分析

为准确分析计算发电机间歇弧光过电压以及单相接地故障电流,提出了采用准分布电容参数的定子单相接地多回路模型.该模型可以比较准确地计及气隙磁场谐波及定子分布电容的影响.对三峡左岸电厂一台大型水轮发电机进行了分析计算,结果表明,发电机中性点采用高阻接地方式下,定子绕组发生单相接地时,若取较高的中性点接地电阻则对减小故障电流的作用较有限,且会带来比较大的暂态过电压;综合考虑接地故障电流和暂态过电压,则中性点接地电阻宜取2～3倍的中性点对地等值容抗;若发电机频率发生偏移,则有可能出现较大的暂态过电压.     

同步发电机多回路-有限元耦合数学模型及其应用

将多回路方法与电磁场有限元计算相结合,建立了同步发电机的多回路一有限元耦合数学模型,其突出优点在于可以计及定子绕组对地分布电容、磁路饱和、磁极形状、齿槽影响以及涡流等因素,因而适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析。分别应用多回路模型、多回路一有限元耦合模型进行定子绕组单相接地故障暂态数字仿真。仿真结果与实验结果对比表明,相对于多回路模型,多回路-有限元耦合模型具有更高精度。多回路-有限元耦合模型的仿真结果与实验结果基本吻合,验证了该模型的准确性与有效性。     

基于多回路－有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障保护方案校验方法

同步发电机数学模型是进行故障暂态仿真，设计、校验保护方案的理论基础。文中将多回路方法与电磁场有限元计算相结合，建立了同步发电机的多回路一有限元耦合数学模型，其突出优点在于：可以同时计及定子绕组对地分布电容，磁路饱和、磁极形状、齿槽效应等因素，适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析及保护方案(尤其是三次谐波电压保护方案)校验。应用该数学模型完成了同步发电机定子单相接地故障暂态数字仿真，仿真与实验结果基本吻合，验证了该数学模型的准确性与有效性。进而提出了基于多回路一有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障三次谐波电压保护方案校验方法。应用该方法对典型的定子单相接地稳态判据、暂态判据进行仿真校验，结果与实验基本吻合，表明该方法是正确可行的。     

大型水轮发电机中性点消弧线圈接地暂态分析

为准确分析计算定子绕组接地间歇弧光过电压以及故障电流，分析发电机中性点消弧线圈接地的规律，文中采用准分布电容参数的多回路模型对三峡1台700 MW的大型水轮发电机进行计算。该模型将定子绕组划分成多个单元电路，计及气隙磁场谐波以及定子绕组分布电容的影响。结果表明，发电机中性点采用消弧线圈接地方式下，定子单相接地时，适当增加阻尼率可以有效地抑制电压熄弧恢复过程中的超调量，从而限制重燃暂态过电压；选择较小的脱谐度可以有效地补偿电容电流的基波分量，可大大减小故障电流，但故障电流中的3次谐波难以削弱。另外，频率偏移可引起较大的暂态过电压。     

发电机定子绕组单相接地保护自适应判据研究

分析了发电机机端和中性点的零序基波及3次谐波电压故障暂态分量的特点,在此基础上提出了发电机定子绕组单相接地保护的自适应判据。该判据考虑了零序基波电压及3次谐波电压故障分量的综合效应,并以制动信号谱能量和动作信号谱能量的比值作为制动系数,该值在发电机正常运行时接近为1,在发电机定子绕组单相接地时远小于1。因此,自适应判据有效提高了保护在定子绕组经过渡电阻单相接地情况下的灵敏度。文章还建立了发电机的多回路暂态数学模型,采用半隐格式求解法对定子单相接地故障进行了仿真,结果证明了所提判据的有效性和良好的抗噪性。     

三峡大型发电机中性点接地电阻的合理选择

通过分析中性点接地电阻对定子绕组单相接地保护、重燃弧过电压以及接地故障电流的影响,认为适当地提高中性点接地电阻有助于提高外加20 Hz电源定子单相接地保护的灵敏度、有利于减小接地故障电流和中性点接地电流,且不会带来威胁发电机安全的过电压.结合三峡发电机的特点--定子绕组绝缘等级高、定子绕组对地电容大,认为中性点接地电阻取3～5倍的对地容抗值比较合适.     

三峡大型发电机中性点接地电阻的合理选择

通过分析中性点接地电阻对定子绕组单相接地保护、重燃弧过电压以及接地故障电流的影响,认为适当地提高中性点接地电阻有助于提高外加20Hz电源定子单相接地保护的灵敏度、有利于减小接地故障电流和中性点接地电流,且不会带来威胁发电机安全的过电压。结合三峡发电机的特点———定子绕组绝缘等级高、定子绕组对地电容大,认为中性点接地电阻取3~5倍的对地容抗值比较合适。     

从三峡发电机组安全的观点分析机组中性点接地方式

文中从单相接地故障不应烧伤定子铁芯、减小暂态过电压数值和提高发电机定子绕组单相接地保护灵敏度等三方面分析入手，结合三峡工程实际，为三峡发电机的安全，详尽讨论了机组中性点接地方式问题。     

注入信号法补偿式高灵敏度发电机定子接地保护

注入信号法发电机定子接地保护受定子绕组对地电容的影响,灵敏度较低,难以满足大型机组高灵敏度继电保护的要求,而采用外加小电抗器,选择合适的注入信号频率,以补偿定子绕组对地容抗、测量故障接地电阻或测量信号电压、信号电流相位差进行接地保护则可改善大型机组定子接地保护的灵敏度。计算、分析与仿真表明：该方法具有较高的灵敏度。     

凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态仿真及试验验证

同步发电机定子绕组内部故障分析是一个十分复杂而重要的问题。文中在建立同步发电机定子绕组内部故障暂态计算模型时采用通用支路电压矩阵方程来建立回路电流方程，具有简洁、通用性强的特点。利用多回路理论着重对同步发电机带载时定子绕组内部故障暂态全过程进行了仿真计算，并与试验录波波形进行了对比，结果表明这种仿真方法能够准确地模拟同步发电机故障暂态过程。文中还分析了影响暂态过程仿真精度的因素，认为铁心局部饱和、铁心剩磁、转速变化及回路电阻变化是产生仿真误差的重要原因。     

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态仿真

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障的仿真计算对保护的配置具有重要意义。文中以多回路理论为依据，建立了大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态分析的数学模型；以匝间短路为例，给出了系数变化矩阵。通过在动模机上进行故障的动态模拟实验，验证了该方法的正确性。最后对三峡电站SF700－80／19720大型水轮发电机定子绕组一支路发生匝间短路的故障情况，进行了瞬态过程的仿真计算，验证了所配置单元件横差保护的灵敏度，结果令人满意。     

高压发电机内部故障仿真研究

建立了高压发电机(Powerformer)的定子绕组内部相间故障和接地故障分析的数学模型。该模型以直接相量法为依据，并且考虑了定子绕组对地电容的影响。为准确地仿真内部故障时地情形，计算了各个故障分支磁轴的正方向。模型建立了转子和定子的电流方程、电压方程和磁链方程，并且以一个75MVA/150kV的高压发电机为模型，详细仿真了单相接地故障、两相接地故障和相间短路故障的情况并且给出了故障波形。利用该模型可以对高压发电机的保护方案进行有效的验证或者作相应的改进。     

模式识别在发电机定子接地保护中的应用

大型发电机的定子绕组对地分布电容较大,困此对定子单相接地保护灵敏度的要求较高。该文提出了一种基于模糊模式识别技术的发电机定子接地保护方案。该方案运用模糊综合评判原理,对发电机定子接地故障时的多参量进行综合判断,并通过遗传算法对模糊权系数进行了优化。通过对一台水轮发电机和一台汽轮发电机定子绕组接地故障的仿真试验证明该方案比传统方法具有更高的可靠性及灵敏度。     

大型发电机绕组电气故障分析

综述分析了大型发电机绕组所涉及的各类电气故障与不正常运行工况及其危害和一些相应分析解决方法.在发电机内部分别从转子和定子两个方面分析发生在绕组之间和绕组对地之间的故障工况,在发电机外部则分析了机端突然短路和不对称运行给绕组带来的影响.     

电机定子结构及其绝缘介电常数的频率特性对定子绕组电容值的影响

确定电机定子线棒的高频参数对于研究局部放电信号在电机绕组中的传播特性及研究PWM逆变器驱动的交流电机的定子绕组电压分布有重要意义。文中对大型汽轮发电机定子线棒的电容做了比较详细的研究，内容包括：对电机定子线棒复合绝缘等值介电常数的频率特性的测试研究、采用数值计算方法计算出用铝箔纸裹住的电机定子线棒的多导体传输线模型的单位长度电容、线棒股线间薄绝缘对电容的影响、对铁心硅钢片叠片间隙对电容的影响等。其数值计算结果与之前测量得到的电容值比较吻合，这也证明了通过测量开路阻抗、短路阻抗来得到电机定子线棒分布参数的试验方法是有效的。