发电机出口电压互感器匝间短路故障分析

发电机出口电压互感器故障将严重影响发电机组的安全稳定运行,甚至导致机组非计划停运。根据磁路方程建立电压互感器匝间短路数学模型,分析电压互感器匝间短路故障特征,为发电机出口电压互感器匝间短路故障的在线识别提供理论支撑。     

基于并联支路环流特征的转子匝间短路故障识别

汽轮发电机转子绕组匝间短路是一种常见的发电机故障,为了对其进行状态监测和故障识别,提出了基于定子绕组并联支路环流特性的汽轮发电机转子绕组匝间短路故障识别方法。通过分析汽轮发电机正常运行及转子匝间短路故障运行时各参数的变化,得到了定子绕组并联支路电压差和环流特性,即理想电机在正常运行时不存在电压差和环流,而转子匝间短路故障导致发电机定子绕组并联支路之间出现了电压差和环流,其大小和分布与短路严重程度呈对应关系。最后,实测了MJF-30-6型故障模拟发电机正常运行及故障运行时的环流信号,与理论分析结果基本符合。     

发电机出口电压互感器匝间短路分析及在线监测装置设计

针对发电机出口电压互感器匝间短路故障频发并极易造成机组非停的问题,本文首先对电压互感器匝间短路进行建模,并分析了电压互感器匝间短路时的电气量特征,然后根据电气量特征设计了一种发电机出口电压互感器匝间短路在线监测装置。该装置可在出口电压互感器发生匝间短路时实现故障的早期诊断和快速预警,以便运行人员及时采取应对措施,防止非停事件发生。     

区分发电机不对称运行和定子绕组匝间短路的故障检测

为了有效检测和辨识发电机定子绕组匝间短路故障,应用交流电机绕组理论分析了定子绕组匝间短路时并联支路感应电动势的频率、幅值和相位以及转子绕组感应电动势的谐波特征.以试验所用的故障模拟发电机为例,分别对发电机不对称运行和定子绕组匝间短路进行了故障特征计算.发现在发电机不对称运行和定子绕组小匝数匝间短路不断恶化时,发电机励磁...     

发电机绕组匝间故障检测的新型探测线圈

为了解决现有检测方法对同步发电机(尤其是应用广泛的汽轮发电机)常见的定子绕组匝间短路和励磁绕组匝间短路故障的局限性,提出了一种新型探测线圈。理论分析表明,由于采用特殊的布置及联接方法,开路的新型探测线圈在电机正常运行或机端外部故障时端口电压为0,而在绕组内部不对称故障时会对气隙磁场的故障附加谐波感应出电动势。而且在定子内部短路与励磁绕组匝间短路故障这两种情况下,新型探测线圈端口电压的频率明显不同。在多相整流实验样机上安装了上述探测线圈,通过实验验证了理论分析的正确性,说明可以根据新型探测线圈端口电压同时反映发电机的定子和转子绕组内部故障、并通过电压频率特征来区分具体的故障类型。     

一起330MW发电机转子匝间短路故障分析

围绕A电厂原2号发电机转子绕组匝间短路故障的发现、分析过程进行论述,通过转子交流阻抗和功率损耗、转子交流电压分布、发电机短路曲线三种方法证实了转子匝间短路故障的存在,建议要重视运行中发电机转子绕组匝间短路故障的危害.     

汽轮发电机转子短路故障时定子环流特性分析

转子绕组匝间短路是发电机常见的电气故障之一,为了对其进行有效监测和诊断,在分析发电机正常情况以及在转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路的环流特性的基础上,提出了一种基于环流特性的转子绕组匝间短路故障诊断方法。通过分析汽轮发电机在正常运行和转子绕组匝间短路故障时的气隙磁势、磁导、磁密,推导得到了发电机定子绕组各并联支路感应电动势瞬时值和电势差的瞬时值表达式。然后详细分析了转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路环流各次谐波成分与对应故障参数的变化关系,从而得到了定子绕组并联支路环流特性,故障将使环流频谱二倍频成分突出,环流值将随着转子绕组短路程度的加重而增大。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机正常及转子绕组匝间短路故障时环流信号,与理论分析结果基本符合。     

基于稳态故障特征量的大型汽轮发电机定子绕组匝间短路智能在线识别研究

定子绕组匝间短路是汽轮发电机破坏性很强的内部故障,其缺乏有效的针对性保护装置为系统安全运行留下隐患.本文提出基于在线故障特征量,通过智能技术的非线性映射来及时识别匝间短路.文中分析定子绕组匝间短路过程中故障相电流的变化和纵向零序电压的产生,建立这两者作为特征量的数学模型,提出应用动态Elman神经网络对匝间短路进行在线识别.依据一台大型汽轮发电机的典型参数,计算其在线时的匝间短路故障量,具体特征数据输入Elman网络进行识别.算例结果表明,基于合理的稳态故障特征量,定子绕组匝间短路是可以被Elman网络有效在线识别的.     

极端不利工况下汽轮发电机励磁绕组短路故障危害性评估

针对存在励磁绕组匝间短路故障的汽轮发电机组,分析了励磁绕组匝间短路故障对汽轮发电机主磁场中相关谐波含量的影响,指出了强励极端工况下造成的发电机气隙磁场畸变程度更为严重.随后以一台300 MW汽轮发电机为例,通过有限元电磁暂态仿真,分别在发电机空载工况和额定负载工况下模拟了不同程度的励磁绕组匝间短路故障,分析了空载误强励、额定负载误强励以及电网不同程度三相短路引起的强励等三种典型工况的定子绕组环流和不平衡磁拉力,确定了对发电机危害最大的强励状态.该研究可以为带病运行的汽轮发电机提供安全风险评估和维修决策支持,也反映出安装高灵敏度的励磁绕组匝间短路在线监测装置的必要性.     

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。     

基于系统等值阻抗的变压器抗短路能力核算

为评估在运的大型电力变压器抗短路能力水平,确保电网安全稳定运行,文章提出了一种基于系统等值阻抗的变压器短路电流核算方法。在对变压器高中侧的外部系统进行等值基础上,通过已知的母线短路电流和变压器参数反推系统的等值阻抗,然后根据系统阻抗和变压器参数求得各种短路情况下流过变压器的短路电流。仿真及实例验证说明了算法的准确性,应用算法可以实现对变电站各种方式下短路电流的快速批量计算。使用文章提出的方法对母线短路电流、变压器并联数量等因素对变压器短路电流的影响进行了分析,并结合制造厂提供的短路电流限值对变压器的抗短路能力进行评估,为生产管理部门的技术改造提供技术参考。     

基于负序电压分布的发电机定子匝间短路保护

提出发电机定子绕组匝间短路保护新判据方法,包括主判据和闭锁判据.主判据由发电机机端负序电压和中性点负序电流构成;闭锁判据由发电机机端负序电压、主变高压侧负序电压、主变中压侧负序电压、高厂变1分支负序电压、高厂变2分支负序电压构成.如果主判据为真,再判断闭锁判据是否为真,如果闭锁判据也为真,则立即闭锁保护,否则延时保护动作并发告警信号.所提方法不仅可对发电机的各种非对称故障进行反应,还可以对主变及厂用变压器的一部分内部故障进行反应;与纵向零序电压方案相比较,可不增加一次设备并且容易双重化;在靠近发电机中性点处相间故障时,可得到较高的灵敏度.     

同步电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应仿真分析

为了得到同步发电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应特征,实现设备的早期维护,文章以一台凸极同步发电机为例搭建“场-路”耦合模型,分析了同步发电机定子匝间短路的电流、电压、损耗及绕组电磁力的分布规律,并将结果导入Workbench仿真平台,利用“电磁-热”、“电磁-结构”耦合方法求取了同步发电机故障前后的温度及力学响应(总体变形、等效应变与等效应力)变化特征。分析得到故障后电机定子绕组的温升已对附近槽绕组温度产生了影响,受力及易形变部位集中在定子端部绕组以及端部绕组与直线段连接的部分。文章为同步发电机的预防性绝缘制造以及定子绕组匝间短路故障检测和诊断技术提供了依据。     

Application of generalized switching laws for increasing current pulse value

To obtain the current pulses applied to the active load, the circuit breaking effect has been used in the primary winding of the pulse transformer. When the direct current voltage source is disconnected, the current of primary winding is reduced to zero, so that a current pulse is formed in the secondary winding of the pulse transformer that is transmitted into the load. A circuit of the inductive pulse generator operating on the basis of generalized switching laws was developed so as to increase the amplitude of current pulses in the active load and the corresponding power. The circuit contains a pulse transformer, the secondary winding of the pulse transformer is connected to the load, and an additional inductor is connected parallel to the primary winding of the pulse transformer. When the direct current voltage source is disconnected, the current of primary winding passes through zero and decreases to a negative value, which leads to a significant increase in the current pulse in the load. In accordance with the generalized law of commutation, the relationships for the calculation of the current jump of pulse transformer primary winding and a jump in the load current have been obtained. Using the state-space technique, mathematical models of the circuits mentioned above with linear active load have been developed. Theoretical and experimental studies have shown a significant increase in the current pulse value and its capacity in the active linear load when the inductive pulse generator has been used. The values of currents in inductive coils detected experimentally were practically the same as the calculated values.     

扫频短路阻抗测试仪的研制

扫频短路阻抗法是检测变压器绕组变形故障的一种新方法，尚处于研究过程中。为解决扫频短路阻抗法研究过程中缺少测试设备的问题，分析了扫频短路阻抗法研究对测试设备功能的要求，采用DDS技术设计了正弦信号发生器，选用APEX集成功率放大器设计了功率放大电路，选用模数转换器AD9225设计了高速采集电路，研制了用于扫频短路阻抗法研究的测试仪样机，并对研制的样机进行了测试，结果表明实现了设计的功能，满足了对变压器绕组测试的需求。     

基于回路平衡方程的变压器绕组变形在线监测研究

电力变压器运行过程中发生绕组变形将会导致绕组漏感参数发生变化,提出用变压器等值回路平衡方程进行绕组参数辨识的方法。以双绕组单相及三相变压器绕组回路平衡方程为基础,采用最小二乘算法估算原副边绕组电阻、漏电感参数,进而实现变压器绕组变形的在线监测,并针对变压器稳态回路方程模型的不可辨识性提出新的解决方法。仿真和动模试验表明该方法的合理性和有效性。     

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...     

基于扫频阻抗法的变压器绕组变形测试技术研究

在研究变压器绕组等效电路理论的基础上,分析了常用的诊断变压器绕组变形的频率响应法、短路阻抗法和低压脉冲法.结合频响法和阻抗法的优点,提出一种诊断变压器绕组变形的扫频阻抗法,使得一次测试能够获得频谱特征的同时,兼顾了短路阻抗特征信息的获取.对扫频阻抗法进行了仿真和模型变压器试验验证,结果证明该诊断方法比原有频响法先进、有效.     

三绕组变压器中压绕组短路电动力的计算方法

针对220 kV/180 MVA三绕组电力变压器出口短路时短路电流的计算问题,从磁势平衡原理出发,建立了在中压绕组短路工况下中压绕组短路力的计算模型,利用"场-路耦合"有限元方法计算了该模型的二维瞬态漏磁场,获得了中压绕组线饼的受力分布和瞬变曲线,并对受轴向短路电动力作用最大线饼的轴向稳定性进行了校核。计算结果表明,利用有限元软件ANSYS对三绕组变压器中压短路工况下中压绕组短路电动力的计算方法,省去了传统计算电动力复杂的计算过程及一些计算假设,提高了计算精度,变压器的中压绕组具有足够的轴向机械强度,对变压器设计和运行人员有一定的参考价值。     

上电调相机内部故障分析及主保护配置方案优化设计

大型调相机实际存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护将是调相机安全运行的严重隐患。运用“多回路分析法”,对上海发电机厂制造的300 Mvar调相机进行了内部故障分析及主保护配置方案的优化设计,分析表明应根据上电调相机中性点侧引出方式的差异而采取不同的主保护配置方案。与基于传统电磁型电流互感器的中性点引出方式及主保护方案相比,基于柔性光学电流互感器的裂相横差保护将彻底改变大型汽轮发电机无完善定子绕组匝间短路保护的现状,且对发电机设计制造影响小,从而为发电机的安全运行提供高质量的保证。