探讨干式电抗器匝间短路故障与漏磁场的关系

干式电抗器经常发生事故,事故分析表明,所有烧毁的电抗器都发生过匝间短路故障,依据麦克斯韦方程可知,发生匝间短路故障的电抗器等效于一台干式空心自耦变压器,低压侧匝数很少,变比很大,短路环中电流密度远超过正常的设计值,短路环会严重过热而烧毁电抗器,引起火灾。为了及时发现干式电抗器的匝间短路故障,本文通过研究三相品字形布置的干式并联电抗器对称中心位置的不平衡磁通在电抗器发生匝间短路故障前后的变化分析该组电抗器的健康状态,并且通过模拟匝间短路试验的方法检验这一论证结果,说明品字形布置干式电抗器匝间短路故障与对称中心位置漏磁场变化量之间存在的关联关系。     

数字式电抗器匝间保护原理与调试

<正>并联电抗器广泛应用于超高压远距离输电线路，是接在高压输电线路上的大容量电感线圈，主要用来改善长距离输电线路上的电压分布，吸收容性无功功率。电抗器的匝间短路是一种较为常见的内部故障形式，当短路匝数很少时，一相匝间短路引起的三相电流不平衡有可能很小，很难被继电保护装置检出；而且不管短路匝数多大，纵差保护总是不能响应匝间短路故障，为此对于330～500kV的电抗器必须考虑高灵敏的匝间保护。PRS-747A系列数字式电抗器保护原理与其他电抗器保护相同，但与其他电抗器保护相比，     

干式空心电抗器匝间短路汇流母排电流变化规律的研究

干式空心电抗器故障发生最多而又难以检测的是匝间短路故障,除了单根导线绕组的匝间短路外,还有多根导线绕组相互间的匝间短路,而对于电抗器后者故障的研究与保护目前几乎处于空白。针对此问题,文中提出了汇流母排不平衡电流法测绕组间短路,建立了电抗器不同绕组间短路的短路模型,并对其进行了数值仿真,最后实验测量单相干式空心电抗器各汇流母排之间的不平衡电流,验证汇流母排不平衡电流法的可行性。实验发现:不同的导线绕组间发生匝间短路后,短路位置越靠近电抗器端部母排电流测量位置其不平衡电流越大;短路位置越靠近电抗器中部母排电流测量位置其不平衡电流越小;且单相干式空心电抗器发生短路时汇流母排不平衡电流值远远大于单相电抗器短路时总电流变化值。相比于目前依托于单相总电流变化引起的三相零序不平衡电流检测匝间短路故障灵敏度得到极大提高。     

基于测量阻抗变化的并联电抗器小匝间短路保护

通过分析并联电抗器发生匝间短路后的等效电路,提出了基于测量阻抗变化的电抗器小匝间短路保护方法。此方法根据匝间短路后电抗器测量阻抗降低,辅以电压变化开放判据区分区外故障,能够正确、快速检测正常运行小匝间短路故障以及带匝间故障投入运行的电抗器,并在投入电抗器、区外故障、系统振荡时可靠性高。分析表明,此方法定值整定简单、含义明确,抗电流互感器断线和饱和能力强。动模试验验证了保护方法的正确性与可行性。     

基于不平衡电压的相控电抗器匝间短路故障保护方法

相控电抗器在结构上属于干式空心电抗器,工作时其电流会随着相控触发角的变化而变化,其等效阻抗也随之变化.常规干式空心电抗器的匝间短路保护针对恒定阻抗的电抗器设计实现,并不适用于相控电抗器.文中提出一种相控电抗器匝间短路故障保护方法.首先,根据相控电抗器的接线和工作特性,得到两个电抗器之间的不平衡电压;然后,采用滑动数据窗积分的方式计算其不平衡电流;最后,基于差动保护的原理实现了匝间短路故障的判断.所提方法消除了晶闸管触发角对匝间短路故障判据的影响.基于实际工程参数的实时数字仿真结果验证了所提方法的有效性.     

干式空心电抗器匝间绝缘故障位置与电气参数之间关系

为了求得干式空心电力电抗器匝间绝缘故障在线监测的有效方法,建立空心电力电抗器匝间绝缘短路故障时的等效电路模型,给出了等效阻抗、等效电抗、等效电阻及损耗因数4个电气参数的计算方法。分别对不同匝间绝缘短路故障位置下串联和并联空心电抗器的电气参数进行计算,并对不同温度下各个电气参数的变化进行了研究。结果表明:在相同故障位置下串联空心电力电抗器参数变化的范围明显大于并联空心电力电抗器的变化率范围,且损耗因数的变化最大,其次是等效电阻,而等效电抗和等效阻抗的变化很小;同时发现随着电抗器导线温度的升高,空心电力电抗器发生匝间绝缘故障时的电气参数变化都在逐渐减小。建议选择损耗因数作为干式空心电力电抗器匝间绝缘故障监测的电气参量,为干式空心电力电抗器匝间绝缘故障在线监测提供了理论依据。     

应用谐波电流比的并联电容器补偿装置电抗器匝间短路保护

针对并联电容器补偿装置的电抗器在发生匝间短路时缺乏相应的保护,提出一种应用谐波电流比的电抗器匝间短路保护方法。当供电臂存在非线性负载时,通过计算电抗器发生匝间短路前后基波电流与谐波电流大小,提出谐波电流比的定义,对比谐波电流比在电抗器匝间短路前后变化,进而对电抗器有无发生匝间短路进行判断。利用Matlab/Simulink进行建模仿真,结果表明,基于谐波电流比的电抗器匝间短路保护能够对电抗器匝间短路故障做出正确判断。     

不平衡电压下双馈异步发电机定子绕组匝间短路故障的稳态仿真分析

电压对称情况下双馈风机发生定子绕组匝间短路故障时,可由电机定子三相电流产生的负序电流检测匝间短路故障,但当电压不平衡时,同样也会产生负序电流。基于此,建立了电压不平衡情况下双馈异步发电机定子绕组发生匝间短路时多回路仿真模型,通过仅设置电压不平衡、匝间短路、电压不平衡情况下发生匝间短路的三种情况,得到仿真结果中定、转子三相电流波形及转子电流谐波分析图,对比分析三种情况下波形图及频谱图。仿真结果得出:电压不平衡和匝间短路两种情况下会产生某些相同的特征频率;当电压不平衡且发生匝间短路时,可通过监测这些相同频率之外的其他匝间短路特征频率判别匝间短路故障,但这些频率含量特别小,极易由电机本身不对称等因素造成误判,因此,可通过观察定子三相电流的波形变化定性判别电压不平衡情况下发生的匝间短路故障。     

基于功率因数法的干式空心电抗器匝间短路故障检测研究

干式空心电抗器广泛应用于电力系统中,其发生匝间短路是最常见的故障,为减少因短路故障造成的损失,增加电抗器匝间短路故障在线检测的准确性,本文提出了基于功率因数法的匝间短路故障在线检测方法。本文基于电磁场理论对电抗器正常工作及匝间短路时电抗器功率因数变化进行理论分析,采用ANSYS Maxwell建立有限元模型仿真计算功率因数变化情况,并以1台13包封共41层线圈的电抗器样机为基础在不同电压等级下进行试验验证,最终结合仿真与试验结果,验证检测方法的可行性。     

故障位置和频率对干式空心并联电抗器参数的影响

为了探究干式空心并联电抗器匝间短路后的参数变化,建立了匝间短路故障下的等值电路模型,计算了不同频率、故障层、故障高度下等值电阻和等值电感的变化量。结果表明,随频率的升高电抗器匝间短路引起的等值电感和电阻变化量增加,尤其在外部中间层位置短路时变化量最为明显。因此在电抗器的日常监测中,应重点加强在高频电压下电抗器外层包封的电气参数测量。     

一种并联高压电抗器匝间保护的整定计算与校验

匝间保护是并联电抗器非常重要的一种主保护,在500 kV超高压电网中应用广泛,主要用来保护电抗匝间短路。介绍了应用于500 kV输电线路的并联高压电抗器SG R751 保护装置匝间保护的原理和零序阻抗圆的计算方法;同时介绍了匝间保护的整定计算方法和计算原理;并给出了计算实例,测算出了匝间保护动作电压的特性曲线。该方法同样适用于WDK-600 等应用了零序阻抗继电器的高抗保护装置。     

基于套管CCS的高压并联电抗器绕组故障检测方法研究

针对高压并联电抗器绕组故障检测的必要性和现有方法的不便捷性,提出一种基于套管电容耦合传感器的绕组故障检测方法。该方法依据脉冲频率响应法的基本原理,充分考虑了高压并联电抗器的结构特点,采取了套管耦合的方式实现信号的注入与测量。并联电抗器绕组故障的电路仿真,初步证实了检测方法的可行性。现场750 kV健康电抗器实验与故障模拟实验的测试分析,进一步证实了检测方法的可行性和有效性,为后续该方法的现场应用及在线应用推广奠定基础。     

基于漏感变化的变压器式可控高抗匝间保护新原理

鉴于变压器式可控高抗中主电抗器匝间故障率较高,但动作灵敏性偏低的现状,文中在对变压器式可控高抗匝间故障分析的基础上,结合主电抗器的等效总漏感和两侧的漏感值在匝间故障、正常运行及其他运行工况下的不同变化规律,利用比率制动的思想,提出一种新型匝间保护原理.以表征等效总漏感变化的标准差为动作量,以表征两侧漏感变化平稳性的量为...     

基于小波变换的发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法

分析了发电机转子绕组匝间短路故障的机理,以及小波分析方法用于该故障的检测原理,将小波变换应用于突变信号的检测,提取其故障特征,以实现对转子绕组匝间短路故障的检测及故障点的定位。仿真结果表明,小波分析方法适用于转子绕组匝间短路故障的在线检测。     

超高压同杆双回线中性点小电抗的精确计算方法

为解决带并联电抗器和中性点电抗器的同杆双回长线路单相接地故障后的非全相运行潜供电流和恢复电压精确计算问题,采用特征模量分解法对同杆多回线间的零序参数解耦,提出基于同杆双回线实测参数（正/负序阻抗和电纳及零序的自阻抗、互阻抗、自电纳和互电纳）的同杆双回长线路非全相运行公式。结果显示,利用该公式计算的故障点潜供电流和恢复电压,为同杆双回线中性点电抗器的参数确定提供了可靠依据,具有一定的工程应用价值。     

定子匝间短路时双馈异步发电机电磁转矩的研究

定子绕组匝间短路故障会引起双馈异步发电机气隙磁场的畸变,从而导致电磁转矩的变化,因此电磁转矩可作为故障特征之一。基于能量法分析定子绕组匝间短路故障前后电磁转矩的变化特征,建立了双馈异步发电机的多回路数学模型,并对其正常和不同程度匝间短路时的电磁转矩进行仿真计算。对仿真结果进行频谱分析,得到了定子绕组匝间短路故障前后电磁转矩谐波分量的变化规律,验证了理论分析的正确性。定子绕组匝间短路故障和电磁转矩的关联特征可以作为诊断定子绕组匝间短路故障的依据。     

基于小波变换的发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法

分析了发电机转子绕组匝间短路故障的机理，以及小波分析方法用于该故障的检测原理，将小波变换应用于突变信号的检测，提取其故障特征，以实现对转子绕组匝间短路故障的检测及故障点的定位。仿真结果表明，小波分析方法适用于转子绕组匝间短路故障的在线检测。     

WDK-600微机电抗器保护装置匝间保护原理分析

匝间保护是并联电抗器保护的主保护之一,可有效反应并联电抗器内部的匝间短路故障。WDK-600微机电抗器保护装置采用由电抗器高压零序电流、零序电压组成的零序阻抗继电器,弥补了以前阻抗补偿原理存在过补偿和欠补偿,补偿度难整定的不足。通过零序功率方向保护与零序阻抗保护的对比,介绍了WDK-600装置匝间保护的特点、基本原理、动作判据,不仅定性地分析了故障类型,而且从定量的角度分析了故障特征,为日后现场调试匝间保护提供借鉴作用。     

适用于带中段并联电抗器的电缆线路的参数识别纵联保护新原理

针对中段并联电抗器的电缆线路,提出了一种基于参数识别的纵联保护新方法。保护原理利用了故障分量网络,选取并联电抗器安装处作为参考点。根据贝瑞隆分布参数模型,分别将线路两侧电压和电流归算得到参考点处的电压和电流,并将两者的比值作为该侧特征阻抗。定义特征参数为两侧特征阻抗的并联值。区外故障对应的特征参数识别结果为并联电抗器的电抗值,极性为正;区内故障对应的特征参数的识别结果为参考点背侧总阻抗并联值,极性为负。综上可根据区内外故障下特征参数识别结果的差异性构造保护判据。经过理论分析和仿真验证可知,保护原理易于整定计算,具有较高的灵敏度,同时具备较强的抗过渡电阻能力,对采样率的要求不高,具有较高的可靠性。