同步发电机定子绕组内部故障数值分析

对研究发电机内部故障的不同分析方法进行比较, 应用场路耦合法对发电机定予绕组内部故障建模。利用发电机动模实验研究方法,验证该模型的正确性。并基于快速傅里叶变换和小波变换技术,对不同运行工况下同步发电机定子绕组内部匝间短路故障的时频稳态和暂态特性进行相应的数值分析。数值分析结果表明不同励磁条件、不同负载、不同位置的定子绕组内部匝间短路具有不同的电气故障特征,要实现良好的同步发电机定子绕组内部保护必须综合考虑各种影响因素。这给发电机定子绕组的内部故障诊断和保护提供更多的理论和实验依据。同时通过实验分析表明,不同的同步电机发生内部故障时其故障规律可能有所不同。     

基于计算电阻的发电机定子单相接地保护方案分析

分析发电机单相接地故障前后中性点侧及机端侧相电流变化情况,提出了一种基于计算电阻的发电机定子单相接地保护方案,通过计算各机组在单项接地故障前后的接地电阻,来判定故障点是否位于发电机定子绕组内部。进行EMTP仿真分析,结果表明该设计方案能可靠识别出多发电机并联运行时发生在某一发电机内部的接地故障,能准确判断出故障机组,其构成原理较简单、直观,有利于提升中小型水电站中发电机定子单相接地保护的性能。     

选择性发电机定子单相接地保护方法

在深入分析发电机对地泄漏电流(即3倍中性点侧零序电流与机端出线侧零序电流之差)的基础上,提出了一种通过比较发电机定子单相接地故障时各发电机泄漏电流的大小或方向进行保护的发电机定子接地保护新方法。该方法利用发电机对地泄漏电流的基波分量和3次谐波故障分量,分别判断单相接地点是否在本发电机定子绕组内部,实现100%定子接地保护。EMTP仿真分析表明该保护方法能有效检测定子单相接地故障和准确判断接地故障发电机,适用于各种中性点接地方式,具有鲁棒性强、准确度高等特点。     

基于相关度的发电机采样值差动保护

提出利用发电机机端和中性点侧电流的采样值波形的相关度来区分内部相间故障和外部故障。分析了数据窗的长度，两侧电流的幅值、相位，以及采样的同步对相关度的影响。利用短数据窗来连续计算相关度，并根据多点相关度的情况可以清楚地区分内部相间和外部故障。提出了基于相关度的发电机采样值完全纵差保护新判据，理论分析和仿真验证了该判据能够快速、可靠地切除内部故障；外部故障时，即使电流互感器严重饱和也不会误动。基于这种方法的判据能够在小于1／4周期内可靠动作，且不受频率偏移的影响。     

基于Maxwell 2D的同步发电机定子绕组匝间短路故障研究

定子绕组匝间短路是同步发电机一种很常见的内部故障.该文通过分析推导建立了发电机定子绕组发生匝间短路的故障模型,采用二维有限元方法借助Maxwell 2D软件进行了内部磁场的仿真分析,并利用快速傅里叶变换获得了其端电压故障前后频谱对比分析表,总结了发生匝间短路时的故障特征,为发电机早期的故障预测提供了依据.     

基于堆叠自编码网络的风电机组发电机状态监测与故障诊断

为实现风力发电机的异常检测分析,提出了一种基于风电机组发电机正常状态下数据采集与监控(SCADA)样本数据的堆叠自编码网络深度学习方法。首先将多个自编码网络连接构成深度堆叠自编码网络,选取发电机SCADA状态变量数据作为网络的训练输入,使网络逐层智能提取数据间的分布式规则,从而构建发电机的堆叠自编码学习模型。依据故障状态下发电机SCADA数据内部动态平衡规则被破坏,利用发电机深度学习网络的输入与重构值计算重构误差,并作为整体状态的观测量。通过采用自适应阈值检测重构误差的状态趋势变化,并作为异常预警判定准则,从而实现对发电机故障的判定。当发电机发生异常时,变量的实际值与对应模型的重构值发生较大偏差,表现为状态变量的残差趋势将会偏离原有的动态稳定状态。因此利用状态变量的残差趋势变化对异常变量进行隔离,判定可能的故障原因达到故障诊断的目的。通过对发电机故障前后记录数据进行仿真分析,结果验证了堆叠自编码网络深度学习方法对发电机状态监测与故障诊断的有效性。     

TV故障引起的发电机定子接地保护动作分析

结合TV-次绕组匝间短路故障引起的发电机定子接地保护动作跳机实例,从发电机定子接地保护原理和TV绕组匝间短路故障数据两方面进行分析,认为TV-次绕组匝间短路引起的发电机定子接地保护动作属于正确动作,并介绍如何快速分析定位定子接地故障与TV绕组匝间短路故障的方法。     

基于发电机机端和中性点零序电压值的故障类型判断

发电机发生故障后,快速且准确的故障诊断方法有利于排除故障和缩短停机时间。发电机出现TV断线或定子接地故障时,通过分析发电机机端电压、机端零序电压、中性点零序电压数值的升高或者降低进行故障定位,确定发电机一次回路或者二次回路的故障类型及大致范围,又进一步根据现场经验指出具体的故障点,此方法只需对比故障前后发电机的电压值,简单易行。     

发电机定子绕组内部故障分析方法

对分析发电机定子绕组内部故障的3种方法即解析计算法、试验研究法和数字仿真法的优缺点进行了综述,详细阐述了基于坐标变换、相坐标、场路耦合及多回路等4种数字仿真分析法,最后指出了发电机内部故障研究领域的发展方向。     

叠绕组水轮发电机内部故障特点与主保护性能分析

水轮发电机的定子绕组形式非常灵活,叠绕组和波绕组均可能被采用.出于抑制转子偏心振动的考虑,近期多台大型水轮发电机采用叠绕组或改用同属集中布置的半波绕组,但其主保护性能令人担忧.运用发电机主保护定量化及优化设计方法,在全面定量分析的基础上,对高、低转速叠绕组发电机的内部故障特点与主保护性能进行了分析对比,指出高转速发电机采用叠绕组能够取得电机设计和主保护设计"双赢"的目标,但对于低转速发电机应慎用,可能导致保护死区的显著扩大,且不能动作故障类型的发生概率较高,不利于发电机的安全稳定运行.     

基于虚拟仪器的发电机励磁系统故障诊断

发电机励磁系统功率单元故障将严重影响发电机的稳定运行,快速准确发现、排除故障显得非常必要。本文在分析发电机励磁系统功率单元工作原理和特点的基础上,对其故障进行了分类,提出了一种改进的模式识别诊断方法,并据此开发出了基于虚拟仪器的发电机励磁系统功率单元的故障诊断系统。测试表明该诊断系统能够准确地判断出具体的那个晶闸管发生故障,给出正确诊断。     

应用电磁定子铁芯故障探测仪进行发电机试验

发电机定子铁芯故障传统应用临时安装的励磁绕组进行检测,既麻烦又不安全;若采用定子铁芯故障探测仪（ELCID）进行检测则既快速准确,又能安全地判定故障部位。以实例介绍了ELCID的工作原理及使用方法,分析了测定数据,对定子状况作出正确判断。     

特殊短路故障对发电机设计标准的影响

近年来国内发生了2次发电机内部特殊故障，使发电机定子线圈承受大大超过IEC设计标准的故障电流和机械应力，需研究分析。根据IEC标准34—3，发电机的设计应该在1．05p.u．额定电压下，出口发生三相短路时，不会造成损坏。但这种特殊故障不仅曾造成发电机定子严重损坏，而且发生的机率比三相短路大，所以需要定量分析并建立针对特殊短路故障的保护发电机的准则。希望对发电机设计标准进行补充，使得发电机定子在合理条件下能承受或设计上尽量避免这种特殊短路故障。     

基于电流突变量的微电网故障区域判定方法

提出了一种新的微电网内部故障区域判定方法,采取微电网发生内部故障时首先断开静态开关的故障隔离策略。由于微电网内部发生故障与断开静态开关都会引起微电网内各线路的电流发生变化,利用故障线路与非故障线路在两次电流变化中存在明显差异的特征,实现对故障区域的准确判断。当检测到两次电流突变量均大于设定值时,即认为故障发生在保护区域内。理论分析与PSCAD/EMTDC系统仿真验证了该微电网故障区域判定方法的有效性和可行性。     

汽轮发电机定子绕组内部故障规律和保护方案的研究

随着电力工业的发展,大容量汽轮发电机内部故障保护的重要性不断增加,迫切需要对汽轮发电机定子绕组内部故障进行深入研究。文中应用编制的电机仿真程序计算发电机在各种内部不对称短路故障情况下的过渡过程,讨论各故障特征量的变化规律。根据动模试验和仿真计算的结果对现有的各种机组保护方案优缺点进行对比分析,最后提出大型汽轮发电机定子绕组内部短路的主保护方案。     

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。     

三峡发电机定子绕组内部故障暂态仿真计算

内部故障暂态仿真计算对快速继电保护来说十分必要，文中对三峡发电机内部故障的过渡过程进行了仿真，并将计算结果与稳态仿真程序的计算结果（其正确性已得到验证）进行了对比，验证了大型水轮发电机内部故障暂态仿真程序的正确性，为探讨内部故障暂态时各电气量的变化规律、寻求性能更完善的保护方案提供了依据。     

基于Labwindows/CVI的发电机励磁系统故障诊断

发电机励磁系统功率单元故障将严重影响发电机的稳定运行,快速准确地发现、排除故障显得非常重要。利用软件MATLAB/Simulink对功率单元故障进行了仿真分析,通过得到的仿真结果得出了三相输入电流波形和峰峰值变化判断故障的诊断方法。据此在虚拟仪器的软件平台Labwindows/CVI上开发了发电机励磁系统功率单元的故障诊断系统。试验结果表明该诊断系统能够准确判断出具体的哪个晶闸管发生故障,给出正确诊断。     

具备内部故障仿真能力的永磁同步发电机电磁暂态建模与仿真方法

对永磁同步发电机(PMSG)内部定子绕组故障的精确建模与仿真有助于设计有效的状态检测系统和控制保护策略。首先对PMSG内部故障特征进行分析和详细的数学推导,给出了适合电磁暂态(EMT)建模的状态空间形式的动态方程。进而提出了一种PMSG内部故障EMT建模与仿真方法,并推导出其等效电路。利用MATLAB对推导出的方程进行了数值计算迭代求解,并在PSCAD/EMTDC中搭建了PMSG测试模型,与数值计算结果进行分析和对比验证。分析结果表明,PMSG内部故障会在短路路径中产生较大的循环故障电流,但是从发电机外部特性很难判断是否发生内部故障。对比验证结果表明,所建立PMSG内部故障EMT模型可准确反映内部故障特征,验证了所提建模方法的正确性。     

大型汽轮发电机内部短路仿真及其保护方案

基于多回路理论仿真了大型汽轮发电机定子绕组内部故障时的各电气量并对其内部故障保护方案进行了分析评价,分析结果为配置汽轮发电机内部故障保护方案提供了理论依据。