基于电磁特性的转子绕组动态匝间短路故障联合诊断方法研究

在分析发电机电磁特性的基础上,根据汽轮发电机发生转子匝间短路时励磁电流增加而无功输出量却相对减少的结论,推导出相应判据,提出了一种将该判据与微分探测线圈法相结合的汽轮发电机转子匝间短路故障的动态识别和故障定位方法。然后结合印尼某电厂2号故障机组实测数据,对数据进行了分析,利用所提方法实现了转子动态匝间短路故障的有效诊断和准确定位,验证了方法的正确性和实用性。     

发电机转子绕组匝间短路故障的分析与检测

深入分析了发电机发生转子绕组匝间短路故障后的电磁特性，得出当发电机发生匝间短路故障后，若端电压和有功功率保持不变时，无功功率会相对减小的结论；同时推出在一定的状态下，有功功率、无功功率和励磁电流之间的对应关系。利用人工神经网络具有不需要精确的数学模型及诸多参数的优点，把人工神经元网络方法引入到发电机转子绕组匝间短路的故障诊断技术中，可通过对故障样本的比较，诊断出转子绕组匝间短路的故障情况。     

基于多回路理论的发电机励磁绕组匝间短路故障时励磁电流谐波分析

本文分析了发生转子绕组匝间短路故障,发电机的电磁特性及励磁电流的变化,针对SDF-9型故障模拟实验机组,采用多回路模型建立了励磁绕组匝间短路故障情况下的转子电感参数模型和定转子互感参数模型。对励磁绕组匝间短路的短路匝数与励磁电流的谐波关系进行了定量计算。分析得到转子绕组匝间短路故障的特征,为故障检测提供依据。     

基于振幅和相角变化的转子匝间短路故障诊断研究

首先分析了汽轮发电机发生转子匝间短路的受力情况,得出了转子匝间短路状态下的振动方程。并通过分析匝间短路前后振动方程振幅、相角的变化,确定了以测量振幅、相角变化作为判断转子匝间短路发生依据的结论,并论证了该方法的可靠性。最后通过振动方程仿真了匝间短路发生后的振动相角、波形、幅值的变化过程,验证了先前的结论。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路的故障原因与磁场分析

阐述了汽轮发电机转子的一般结构和转子绕组匝间短路的原因,主要对转子绕组匝间短路的磁场进行了数学分析,得出转子匝间短路时磁场信号的故障特征,为信号的后续处理提供了良好的依据.     

双馈感应发电机定子绕组匝间短路时电磁特征

双馈感应发电机逐渐成为风力发电机的主流机型,其容量越来越大。绕组匝间短路是双馈感应发电机常见的故障之一,为了研究电机定子匝间短路故障时的电磁特征,基于有限元和多回路理论建立了电机的数学模型;采用该模型计算了一台5.5 k W感应电机定子绕组匝间短路时的定转子电流以及电磁场,得到了电机正常与故障两种情况下的磁场分布以及定转子电流的波形。通过对比分析健康电机与故障电机的磁场以及定转子电流,得出了双馈感应发电机定子绕组匝间短路时的故障特征:定子绕组匝间短路使得气隙磁场中出现了分数次以及偶数次谐波,定子三相电流不再对称,三相电流的幅值均有增加,故障所在相的电流增幅最大,且故障相与其超前相的相位角随着故障程度加深而变大且大于120°。     

核电四极汽轮发电机转子典型故障温度场分析

为了解决高速旋转的转子容易产生多类故障问题,本文对发电机转子典型故障的温度场进行分析,评估故障影响和机组带病运行能力。采用有限元方法建立了TA-1100-78型四极汽轮发电机的三维传热模型,计算并分析了转子不同程度、不同位置励磁绕组匝间短路以及转子风路堵塞时的转子三维温度场。结果表明:转子匝间短路和风路堵塞均会引起转子温度场分布的不平衡。匝间短路程度越高,转子温度场不平衡度越大,温升越大;匝间短路位置越靠近转子大齿,转子温度场畸变程度越高。风孔堵塞对转子温度场影响与堵塞位置有关,单排风孔堵塞引起堵塞点附近区域温升明显,双排风孔堵塞对整体温度场影响不大。转子典型故障三维温度场分析为发电机的设计、运行和维护提供了理论参考。     

励磁式发电机故障模拟系统

针对发电机在运行过程中,会受到多种因素影响而出现各类故障等问题展开研究,这些问题若无法及时发现可能会导致很严重的后果.在深入研究励磁式发电机定、转子结构的基础上,设计了励磁式发电机故障模拟实验系统,该系统采用两级发电式结构,故障设置操作简单.该系统可模拟主发电机定子绕组匝间短路故障、定子绕组相间短路故障;转子偏心故障;励磁机定子绕组匝间短路故障、转子绕组匝间短路故障、相间短路故障.旋转整流器三相桥式电路中,可设置某一功率二极管开路故障.该实验系统能够实现发电机故障的定位并提高发电机运行的可靠性.     

大型超（超）临界发电机组匝间短路及相应保护配置分析

对于大型超（超）临界机组发生匝间短路故障,随着电抗的增大和定子绕组、电阻的减少将使短路电流水平下降,导致保护的灵敏度降低,因此普通的保护如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超（超）临界汽轮发电机．实践证明,发电机发生匝间短路故障后,随着短路匝数的增加,转子二次谐波电流以及单元件横差电流均有较大的变化,以此构成的相应保护方案将能够可靠动作．着重讨论了匝间短路后各电气量的变化对继电保护的影响以及匝间保护在实际中的应用．     

显极式发电机转子匝间短路故障的快速判断

介绍了显极式同步发电机转子绕组匝问短路的分布电压诊断法,通过分布电压的测量．及时发现转子绕组匝间短路故障,确定故障线圈的部位,从而找出解决问题的方法。     

振动偏心时定子绕组短路对振动特性影响分析

考虑了实际运行的发电机普遍存在的振动偏心状态,对定子匝间短路引起的发电机振动特性进行了机电耦联交叉特性分析。首先分析定子绕组匝间短路后气隙磁场变化特征,计算得到气隙磁导、气隙磁密和气隙磁场能的表达式,然后得到作用于转子的不平衡电磁力特性和作用于定子的脉振电磁力特性,最终得到定转子径向振动特征。并实际测试了SDF-9型和MJF-30-6型故障模拟发电机定子绕组匝间短路时定转子径向振动信号,与理论分析结果基本吻合。     

异步电动机转子故障对定子故障检测的影响与对策

定子绕组匝间短路是异步电动机常见故障之一,因此研究其检测方法具有重要意义。首先,完成了异步电动机定子绕组匝间短路与转子断条故障仿真并对仿真结果做了分析,指出异步电动机转子故障对定子绕组匝间短路故障检测存在不利影响,甚至导致故障误判。进而明确揭示出该影响之原因,即转子故障将导致定子电流中出现边频分量。之后,提出了计及转子故障时的异步电动机定子绕组匝间短路故障检测策略,其关键在于预先采用频谱校正与自适应滤波技术滤除定子电流中由转子故障所导致的边频分量。     

基于机电综合特征的发电机转子故障诊断系统的研究

首先分析了转子绕组匝间短路、气隙静偏心、气隙动偏心、转子不平衡等发电机转子故障发生时的振动特征和定子绕组并联支路间环流变化特征,得出不同故障引起的环流特征和振动特征的机电综合特征存在差别,从而提出了基于转子振动和定子绕组并联支路环流的机电综合特征的发电机振动故障识别方法。然后利用LabVIEW软件和PCI-6251数据采集卡,研制了基于虚拟仪器技术发电机故障检测系统,能够实现发电机信号的采集、在线分析、数据库管理、发电机参数查询、故障诊断等功能,并在SDF-9型故障模拟实验机组上完成调试,达到预期效果。     

发电机转子轴心轨迹形状自动识别方法的研究

给出了一种自动识别轴心轨迹形状的新方法。首先将采集到的轴心轨迹线图,用边界颜色填充各区域,形成轴心轨迹图象,计算其不变矩特征向量。然后将仿真生成的各种轴心轨迹不变矩特征向量作为参考模式,将实际检测的轴心轨迹不变矩特征向量作为待识别模式,利用关联度进行识别。最后成功地识别了 MJF-30-6 型发电机在空转、并网正常运行、转子短路故障运行、A 相接地四种工况的轴心轨迹形状,并揭示了发电机电气故障对转子轴心轨迹的影响。     

基于小波变换和粗糙集的风电变流器故障诊断

为确定双馈风电机组转子侧变流器开路故障的位置,提出一种基于小波变换和粗糙集的风电变流器单相开路故障诊断方法.基于小波变换进行转子侧变流器的三相故障电流特征向量提取;基于粗糙集将获取的特征向量提取值进行离散化和属性约简处理,并将得到的最小约简决策表作为转子侧变流器单相开路故障的参考样本;通过待检测样本与参考样本的欧式距离值确定转子侧变流器的故障位置.以T2开路故障为例,对采集数据进行了小波变换与粗糙集分析,通过计算欧式距离验证了所提出的算法在进行双馈风电机组转子侧变流器开路故障诊断中的有效性.     

混合励磁永磁同步发电机的分析与设计研究

混合励磁永磁同步发电机是在永磁同步发电机的基础上，在电机的定子或转子上加入电励磁绕组以调节电机主磁通的新型发电机．首先对现有的混合励磁永磁同步发电机结构进行了改进，并详细分析了其改进后的工作原理和设计特点，结合混合励磁永磁同步发电机的工作原理，给出了相应的发电机电励磁控制系统．     

异步化同步发电机定子磁场定向控制

论述了异步化同步发电机定子磁场定向控制的原理,给出了定子有功功率、无功功率和转子励磁电流的关系,构造了异步化同步发电机电流环和功率环的双闭环控制模型,讨论了定子磁场幅值位置的确定和转子物理量转换角的确定,研制了DSP转子励磁控制装置,进行了异步化同步发电机双闭环采用PID调节器的励磁控制试验研究,结果表明,在合适的PID控制参数下可以取得良好的解耦控制效果.     

二轴励磁同步发电机的暂态过程解析及试验研究

本文研究二轴励磁同步发电机系统,在受到干扰时的暂态过程,推导出暂态参数及定子短路电流表达式。并用改造的二轴机在动模实验室进行暂态稳定试验。结果表明,调节d、q轴励磁电流,可有效地防止机组失步,从而提高电力系统运行的暂态稳定性。