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。     

水轮发电机定子绕组内部故障稳态电量仿真及其规律探讨

应用多回路理论建立水轮发电机定子绕组内部故障分析的通用数学模型,引入回路关联矩阵减少回路方程总数并自动形成各种故障形式的回路参数,对水轮发电机定子绕组内部故障的稳态性能进行仿真计算,探讨了水轮发电机定子绕组内部故障（如匝间短路,支路间短路等）规律。     

大型水轮发电机微机型主保护设计方法再商榷

大型水轮发电机内部短路微机型主保护的设计方法一般仍沿用模拟式保护的做法,即装设1或2套纵差保护和1或2套横差保护,前者以机端两相短路校验其灵敏度,后者因不清楚定子绕组内部短路的计算方法,只能放弃灵敏度校验.这种设计方法不可能真正做到定子绕组各种短路具有双重主保护的要求.对于容量相同的两台水轮发电机,不管定子绕组结构的不同,互相照搬主保护配置方案,为发电机运行带来不安全因素.     

大型水轮发电机微机型主保护设计方法再商榷

大型水轮发电机内部短路微机型主保护的设计方法一般仍沿用模拟式保护的做法 ,即装设 1或 2套纵差保护和 1或 2套横差保护 ,前者以机端两相短路校验其灵敏度 ,后者因不清楚定子绕组内部短路的计算方法 ,只能放弃灵敏度校验。这种设计方法不可能真正做到定子绕组各种短路具有双重主保护的要求。对于容量相同的两台水轮发电机 ,不管定子绕组结构的不同 ,互相照搬主保护配置方案 ,为发电机运行带来不安全因素     

大型水轮发电机内部故障保护的动模实验研究

与汽轮发电机组相比,大型水轮发电机定子每相绕组的分支数较多,并且各组中性点连接的分支数也可能不同,使得其内部故障保护的性能存在一些差异。文中基于一台模拟大型水轮发电机内部结构和电气特性的模型发电机,采用动态模拟实验对其内部故障保护进行了研究,这些保护包括:完全纵差保护、不完全纵差保护、裂相横差保护和单元件横差保护。在发电机处于不同运行工况下,根据各种保护的动作情况、灵敏度和可靠性的分析和对比结果,对于水轮发电机的内部故障保护性能、主保护方案和保护应用方面均得出了一些有益的结论。     

三峡电站1号发电机内部故障主保护配置方案综观

对三峡电站 1号发电机定子绕组的相间、匝间短路共 11490种故障作了全面的分析计算 ,联系可供选用的单元件横差保护、裂相横差保护、不完全纵差保护和完全纵差保护 ,在充分论证各种保护灵敏性的基础上 ,提出了该发电机内部故障主保护的总体配置方案意见。     

三峡电站1号发电机内部故障主保护配置方案综观

对三峡电站1号发电机定子绕组的相间、匝间短路共11490种故障作了全面的分析计算,联系可供选用的单元件横差保护、裂相横差保护、不完全纵差保护和完全纵差保护,在充分论证各种保护灵敏性的基础上,提出了该发电机内部故障主保护的总体配置方案意见。     

大型水轮发电机内部故障单元件横差保护的灵敏度分析

建立了求解多分支水轮发电机定子绕组内部故障情况下的稳态电气量的通用数学模型。以ＳＦ１２５－９６／１５６００水轮发电机为例,全面探讨了匝间短路,支路间短路时匝经,邦联位置,过渡电阻等对单元件横差保护方案灵敏度的影响规律,并分析了匝间短路保护死区。     

论大型发电机微机主保护设计的科学性

迄今大型发电机内部短路主保护习惯配置1或2套纵差保护，并以机端两相短路校验其灵敏系数Ksen,，当Ksen≥2．0时就认为设计性能合格，它能不能对定子绕组短路起保护作用。设计者心中无数，文中以1台540槽水轮发电机可能发生的内部故障类型说明上述做法在运行上存在严重后果，另一种习惯做法是对不同型号的发电机（特别水轮发电机），只要容量相当，不问定子绕组的实际空间布置和结构上的不同，就相互照搬主保护配置主案；通过2台相同容量，不同定子槽数和绕组连接的发电机应采用不同的主保护配置方案，说明上述相互照搬的设计方法是不科学的，并指出关键的问题是正确计算定子绕组内部短路电流。     

大型发电机定子匝间短路保护

分析了大型发电机是否应装设定子绕组匝间短路保护的问题。简述了目前大型发电机定子绕组匝间短路保护方案的概况。分析认为高灵敏度单元件式横差保护是最理想的方案,但发电机必须有两组引出的中性点,电机制造厂应予满足。     

Negative-sequence Component Analysis of an AP1000 Nuclear Turbo-generator in an Internal Short-circuit Condition

Abstract—This article analyzes the fault location, negative-sequence component, and current harmonic content of the first AP1000 third-generation 1250-MVA nuclear half-speed (four-pole) turbo-generator with internal phase faults. To this end, the internal armature winding fault of an AP1000 turbo-generator is systemically explored by using both an experimental method and the field-circuit coupling simulation method. The internal phase short circuit is one of the worst faults that a generator can experience; such a fault may have serious consequences for nuclear power large-capacity turbo-generators because of the severe mechanical and heat damage caused by the high current. To understand these problems, the possible position of the internal short circuit is investigated in detail according to the winding arrangement of the AP1000 turbo-generator, and the internal short-circuit faults of two branches from different phases are calculated. Furthermore, the negative-sequence current can be captured by analyzing each harmonic of the short-circuit current. In addition to the calculations, the steady-state negative-sequence component and degree of asymmetry of the internal phase short-circuit current in different fault locations are also obtained. The results significantly enhance the accuracy assessment of a large-capacity generator imbalance and provide a theoretical reference for the protection of a large-capacity generator system.     

同步发电机定子内部故障暂态过程及对保护的影响

利用基于多回路法的凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态过程仿真程序，讨论了定子支路电阻和阻尼支路电阻对故障暂态过程及稳态的影响，分析了同步发电机并网运行时定子绕组故障暂态过程中的单元件横差保护、裂相横差保护、完全纵差保护和不完全纵差保护的灵敏度，认为对于没有制动电流的单元件横差保护灵敏度在暂态过程中得到了提高，但对有制动电流的裂相横差、完全纵差和不完全纵差保护的灵敏度则需要具体分析。     

主设备保护技术发展新动向

国内外大型发电机和高压变压器的主保护设计整定工作一般都不是基于科学的、充分的绕组内部故障分析计算,很多情况下设计工作变成设计人员的主观判断或经验应用,有些技术文件也显得陈旧过时。在发电机内部短路分析计算软件已经国家鉴定之后,完全有条件使发电机(变压器)主保护设计工作定量化、科学化。阻抗保护不能作为大型发变组的绕组近后备保护。我国特有的很少采用零序差动保护的情况应该改正。     

主设备后备阻抗保护反应绕组短路的灵敏度分析

大型发电机和超高压变压器的后备保护经常采用阻抗继电器。有些人误认为，后备阻抗保护对发电机定子绕组和变压器各侧绕组的相间、匝间短路、YN侧的单相接地短路有很高的灵敏度。实际上后备阻抗保护对发电机定子绕组和变压器绕组的各种内部短路的灵敏度往往很低，达不到绕组短路近后备保护的目的，它只能是发电机和变压器三相引线以及相邻线路和母线的后备保护。数字仿真计算充分证明上述结论的科学性。     

Characteristics of a brushless and exciterless three-phase synchronous generator with DC exciting system

From the viewpoint of maintenances and constructions, it is desirable that brushless and exciterless type three-phase synchronous generators be made. To meet this requirement, one of the authors devised a brushless and exciterless synchronous generator in which exciting currents flow simultaneously with load currents in armature windings. Thus, generators can be used both as the generators themselves and as the exciters. A generator system has already been reported by one of the authors. In it, the dc stator exciting current flows between the middle points per phase of the double-star armature winding through the rectifiers. However, the winding connection between the armature winding and the rectifiers are complicated. Three sets of rectifiers are needed by the stator excitation. The authors present a generator system by which the electric connection of between the stator armature winding and the rectifier can be simplified, and the number of the rectifiers can be reduced. In this system, the stator is provided with a double-star armature winding having two neutral points. In this paper, first, a circuit constitution and the principle for the brushless and exciterless three-phase synchronous generator are described, and second, the characteristics are elucidated by means of characteristic analysis. Further, the results of the experiments for the generator conducted on the test machine of 2.0 kW are shown.     

水轮发电机定子短路故障形式分析及其算法设计

水轮发电机定子内部故障破坏性强，研究有效的主保护配置方案尤为必要，而主保护配置方案的优化设计又以发电机可能发生的内部短路故障形式分析为基础。目前大型水轮发电机定子绕组普遍采用多分支双层波绕或叠绕的结构，文章针对这2种绕组结构，详细分析了发电机内部可能发生的所有故障形式特点，设计了可形成各自故障集的通用算法，并介绍了该算法在三峡左岸Alstom电机(波绕)和柘溪电站扩建工程发电机(叠绕)定子故障形式分析中的应用。     

大型超临界汽轮发电机匝间短路故障分析及主保护研究

大型超临界汽轮发电机组将是我国的主力机组,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,保护灵敏度降低.同时由于结构设计的原因,综合性能较好的一些保护方案如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超临界汽轮发电机.文中重点讨论了匝间短路后各电气量的变化对继电保护的影响.研究表明,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.在此基础上,提出故障分量负序功率方向保护可以作为一重主保护方案,并就该方案在实际应用中所涉及的主要问题提出了看法和建议.     

励磁电流脉动对电枢绕组空载电压波形的影响

为了不影响齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机的运行性能,需要正确处理好齿谐波磁场的利用与电枢绕组电压波形畸变两者之间的关系,此为利用齿谐波实现混合励磁的关键问题。应用电机理论定性分析了齿谐波励磁系统输出的励磁电流产生脉动的原因,以及该脉动电流产生的附加磁场在电枢绕组中感应谐波电动势的特点。采用在齿谐波励磁系统直流侧并联电容的方法,可以减小励磁电流的脉动,从而削弱其在电枢绕组中引起的谐波电动势。对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机进行了计算和实验,计算结果和实验结果的比较验证了理论分析的正确性。