基于3次谐波电流监测相控电抗器匝间短路的方法

近年来大容量相控电抗器频繁出现匝间短路故障,造成了严重的经济损失及火灾事故。由于输出无功功率受晶闸管阀相位角控制,目前还没有匝间短路故障的可靠及灵敏监测方法。本文通过研究一起33 kV 180 Mvar相控电抗器匝间故障,分析角内、角外3次谐波电流以及有功损耗等特性变化,提出了匝间短路动态仿真模型以及3次谐波电流变化的计算方法,并依据匝间短路必然造成电感显著减小的特性,论证监测角内、角外3次谐波电流显著增大;监测5、7次滤波电容器对3次谐波电流严重放大是识别故障、防止起火燃烧并进行可靠保护的方法。     

基于参数不平衡检测的电抗器匝间保护方法

本文提出了一种基于参数不平衡检测的高压并联电抗器匝间保护方法,该方法建立在时域参数模型基础上,利用高压电抗器的本末端电气量,计算出在最小二乘意义下的各相的电气参数。基于高压分相并联电抗器不可能三相同时发生匝间短路故障的前提下,通过构建体现三相参数不平衡和参数突变的综合检测判据,来识别高压电抗器是否发生匝间短路故障。     

基于电压、电流不平衡度差值的干式变压器匝间短路故障识别方法

干式变压器绕组发生轻微匝间短路时,相电压、相电流等电气量变化甚微,不能作为表征匝间短路故障的敏感特征量,导致相应保护措施缺失,运行过程中设备烧毁事故时有发生。通过建立干式变压器“场-路”耦合仿真模型,利用实际试验和工程计算获取的状态参数,验证模型的准确性。通过建立和分析其绕组匝间短路故障数学模型,提取相电压、相电流不平衡度标幺值的差值,作为判断匝间短路故障的特征量。通过仿真分析不同工况下其绕组发生匝间短路故障时不同电气量的变化情况,论证了所提新故障特征量不仅能提前感知绕组匝间短路故障,而且能够克服固有的三相不对称及不平衡运行带来的影响,有效性、灵敏性兼顾,为实时监测干式变压器绕组匝间绝缘状态提供一种新方法。     

转子匝间短路时汽轮发电机不平衡特性的分析

针对汽轮发电机转子匝间短路故障难以早期识别的问题,理论分析了该故障引起的定子并联支路不平衡电压和转子不平衡电磁力。通过有限元分析软件Ansoft建立了一台发电机的二维瞬态模型,并应用此模型进行仿真计算,得到正常和几种不同转子匝间短路故障情况下的不平衡电压曲线,并利用麦克斯韦应力张量法得到以上各种情况下的不平衡电磁力曲线。对各条曲线进行比较和频谱分析,得到不平衡特性与槽内短路位置、槽内短路匝数和故障槽位置之间的关系,为该故障的识别甚至定位提供了有力的依据。     

基于电压比的并补装置电抗器匝间短路保护

并联电容补偿（以下简称并补）装置是电气化铁路牵引供电系统的重要设备。其串联电抗器缺乏必要的匝间故障保护;电抗器匝间故障时,电容器与电抗器电压比将发生变化;结合电气化铁路供电系统的特殊性,提出并补装置串联电抗器的基于容抗电压比的新匝间短路保护。基于ATP的仿真和Matlab的运算表明基于电容器电感器电压比的电抗器匝间短路保护,能够对匝间故障做出快速而正确的判断。该种保护已经在京秦线某变电所使用,运行一年至今,表现良好。     

基于电压比的并补装置电抗器匝间短路保护

并联电容补偿(以下简称并补)装置是电气化铁路牵引供电系统的重要设备.其串联电抗器缺乏必要的匝间故障保护;电抗器匝间故障时,电容器与电抗器电压比将发生变化;结合电气化铁路供电系统的特殊性,提出并补装置串联电抗器的基于容抗电压比的新匝间短路保护.基于ATP的仿真和Matlab的运算表明基于电容器电感器电压比的电抗器匝间短路保护,能够对匝间故障做出快速而正确的判断.该种保护已经在京秦线某变电所使用,运行一年至今,表现良好.     

电抗器匝间保护分析

针对电抗器的匝间短路这一比较多见的内部故障,分析了电抗器的主要故障形式的动作情况、电抗器匝间保护的不同原理,并对其进行了比较.     

基于主保护不平衡电流有效值的转子匝间短路故障监测

为利用发电机主保护所配电流互感器来监测励磁绕组匝间短路故障,以三峡VGS发电机为例,采用多回路方法对故障后进入各主保护的不平衡电流进行了计算与分析;在此基础上,指出利用不平衡电流中的单次谐波进行故障监测的不足,由此提出基于主保护不平衡电流有效值的励磁绕组匝间短路故障监测原理;通过对不同短路匝比故障的计算与理论分析,指出...     

高电压大容量干式空心电抗器匝间短路故障在线监测方法探析

匝间短路故障具有较强的破坏性,严重威胁高电压大容量干式空心电抗器的运行安全与使用寿命。文章对匝间短路故障发生的原因进行了分析,对高电压大容量干式空心电抗器匝间短路故障在线监测方法进行了深入研究与探讨,并制定了有效的监测方案和良好的建议,以供参考。     

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。     

分级可控型高压并联电抗器控制绕组的匝间保护

传统的分级可控型高压并联电抗器(以下简称分级可控高抗)保护装置,通过基于磁平衡的差动保护和控制绕组自产零序过流保护反映其控制绕组的匝间短路故障,存在着灵敏性低、速动性差和定值整定困难等不足。为此,文中提出了一种专用于分级可控高抗控制绕组匝间短路故障的保护新方法。它综合利用分级可控高抗的电压、网侧绕组电流和控制绕组电流等电气量,由差动保护检测元件、零序过流检测元件和区外异常检测元件共同构成,既能提高控制绕组匝间短路故障时保护的速动性、灵敏性和可靠性,又能简化保护定值整定。     

一种抽能型电抗器的抽能绕组匝间保护及动模测试方案

抽能型电抗器由于其结构不同于电抗器和变压器,抽能绕组匝间故障如何快速保护没有得到共识,且工程应用较少。文中基于三相抽能绕组三角形接法的特点配置环流过流作为动作元件,采用电抗器侧零序过压或零序过流作为闭锁元件,实现抽能绕组匝间故障的快速保护,并对抽能绕组匝间故障下的环流进行分析。通过量化测试验证了物理模型的有效性。同时还提出了抽能绕组匝间保护的动模测试方案并进行测试,测试结果验证了保护逻辑的合理性。     

某600MW汽轮发电机转子匝间短路故障诊断

某600 MW汽轮发电机机组大修期间,通过采用交流阻抗及损耗、两极电压平衡、绕组电压分布等方法,诊断出转子存在匝间短路故障,并判断出故障点位于上极绕组6号线圈。返厂解体证实上极绕组6号线圈存在匝间短路故障,修复后投入运行正常。     

发电机机端电压互感器匝间短路导致定子接地保护动作分析

近年来,发生了多起发电机机端电压互感器(TV)一次绕组匝间短路导致定子接地保护动作的事故,增加了故障排查的工作量。文中推导了TV一次绕组匝间短路时,对地相电压和线电压的计算公式,得出故障发生时定子对地零序电压升高,对地电压最高相(比正常时有所升高)的下一相即为故障相,以及线电压没有明显变化的结论,并通过现场录波数据验证了理论分析的正确性。文中还提出了利用注入式定子接地保护的电阻判据区分TV一次绕组匝间短路和定子接地故障的思路,为快速排查故障提供参考。     

基于正序阻抗角的海上DFIG定子绕组匝间短路故障辨识

为了保证海上双馈风力发电系统的安全可靠运行,提高海上DFIG定子绕组匝间短路故障辨识的精准度,文中提出一种以定子侧正序阻抗角为故障特征量的定子绕组匝间短路故障辨识方法。由于故障后各序分量不再对称,首先基于DFIG定子匝间短路故障状态下的序分量模型,推导得出DFIG定子侧正序阻抗角的表达式;然后分析电网电压不平衡、负载和转差率变化等非理想工况对该故障特征的影响规律,提出合理的故障辨识阈值。仿真与实验结果表明,该故障特征对电网电压不平衡具有鲁棒性,且通过合理设置故障阈值可实现对海上DFIG定子绕组匝间短路故障的精确辨识。     

空心并联电抗器匝间故障三阶段特性分析及综合保护方法

空心并联电抗器匝间故障频发以及有效保护技术的缺乏,导致了许多着火燃烧事故。文中以多起故障案例动态录波数据为基础,综合模型匝间短路静态特性测试,以及空心线圈电磁感应特点分析,提出了并联电抗器匝间故障发展过程中出现的具有内在发展机理和外在显著电气特性的"三阶段特性"理论。指出了匝间短路环流巨大是故障发展迅速、产生巨大有功损耗以及电感损失的直接原因,进而分别提出了匝间短路初始阶段、快速发展阶段以及平衡阶段有效灵敏的保护方法。最后,通过真实模型匝间短路试验分析,证明所提保护方法能够快速可靠识别匝间短路故障。     

基于二倍频转矩脉动的异步电机定子匝间短路故障预测方法

为了能够在故障早期有效地检测异步电机定子绕组匝间短路故障,首先建立了异步电机在定子匝间短路状态下的动态数学模型,运用坐标变换和空间矢量变换的思想对异步电机动态模型进行分析与仿真,提出了一种新的基于计算转矩二倍频脉动的匝间短路检测方法。通过搭建异步电机定子绕组匝间短路的数学模型并对其进行仿真,对匝间短路引发电路计算转矩的变化进行研究,验证了所提出方法的可行性。在此基础之上,提出以计算转矩的二倍频分量为故障特征量对异步电机定子绕组匝间短路故障进行诊断,并分析了该方法的鲁棒性和准确性,从而形成了新的异步电机定子绕组匝间短路故障诊断方法,为电机故障预测提供了新的研究思路。     

双馈风力发电机转子匝间短路故障分析

双馈式风力发电机转子绕组发生轻微匝间短路后,该极磁动势将发生变化,气隙磁密分布不再对称,不对称的磁密分布将在定子绕组内感应附加谐波电动势,形成附加的谐波电流.因此,可以通过分析定子绕组的并联支路环流来检测转子绕组匝间短路故障.采用多回路理论,针对一台4极电机进行建模,仿真计算了不同匝数短路故障时的定子一相并联支路的环流,所得结果与理论分析相符,从而验证了所建立模型的正确性.     

超高压输电系统中磁可控电抗器保护配置与实现

文中分析了高压交流输电系统中的磁可控电抗器运行的各种工况,介绍了其保护配置,针对性地提出了自动跟踪补偿额定电流的磁可控电抗器差动保护、基于时域平移平衡差动原理的磁可控电抗器匝间保护和控制绕组电压差动保护,并给出了验证这些保护原理的数字仿真、动模试验和现场运行结果。