发电机转子磁极故障分析及处理

发电机横差保护是装设于发电机多分支的定子绕组中,防止绕组匝间短路的一种保护。就某水电厂运行期间发电机横差保护动作的现象,着重阐述分析因转子磁极故障引起横差保护动作的原因并阐述故障处理过程。     

发电机空气间隙对横差电流的影响

通常,发电机定子绕组或转子绕组匝间短路是导致横差保护动作的主要原因。但是,如果机组检修后,定、转子间的空气间隙偏差过大,也会使横差电流超过设定值,导致横差保护动作。根据以往的案例,着重分析了在发电机启励、空载、灭磁过程中空气间隙对定子横差电流的影响。     

共铁芯式电炉变压器新型中性点横差保护

提出并论述了共铁芯式主调合一的电炉变压器中性点端子经简单改接可实现新型中性点横差保护。当共铁芯式主调合一的电炉变压器发生高压绕组匝间短路、同相2个分支绕组之间短路、不同相之间的相间短路、单相接地短路以及中低压绕组匝间短路和相间短路时,中性点横差保护都能快速动作跳开高压侧断路器。该保护的优点是:一种保护能保护多种类型的短路故障且动作灵敏度高,保护匝间短路的灵敏度远高于纵差保护,且简单可靠。     

一起水轮发电机横差保护动作原因分析及故障处理

针对一起水轮发电机横差保护动作故障进行分析,找出故障原因,提出改进措施。分析结果表明：由于7号、8号磁极间连片烧断,导致绕组发生匝间短路,引起横差保护动作;更换7号、8号磁极后,机组运行正常,再未发生横差保护动作现象。     

计及转子静偏心的双馈式发电机转子匝间短路故障频谱特性的仿真分析

为了研究双馈风力发电机转子静偏心故障和转子绕组匝间短路故障频谱特性的区别,避免静偏心导致对转子绕组匝间短路故障的误诊断。依据有限元理论,建立双馈风力发电机转子绕组匝间短路模型和计及静偏心的模型,对转子绕组匝间短路、计及静偏心的转子匝间短路故障进行了仿真。以转子线电流和定子线电压为研究对象,从频谱特性角度,对各组的仿真结果进行了对比研究。分析结果表明,静偏心的存在会导致定子线电压中出现与转子绕组匝间短路故障相同的特征频率,可能导致误诊断;同时对转子线电流和定子线电压以及定子线电压的高频段进行监测,能够有效区分静偏心与转子绕组匝间短路故障,避免静偏心导致对转子绕组匝间短路故障的误诊断。     

TV故障引起的发电机定子接地保护动作分析

结合TV-次绕组匝间短路故障引起的发电机定子接地保护动作跳机实例,从发电机定子接地保护原理和TV绕组匝间短路故障数据两方面进行分析,认为TV-次绕组匝间短路引起的发电机定子接地保护动作属于正确动作,并介绍如何快速分析定位定子接地故障与TV绕组匝间短路故障的方法。     

基于双侧磁链观测差的海上双馈风力发电机转子绕组匝间短路早期故障辨识

海上双馈风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)维护困难,对故障辨识精准度要求较陆上更高。转差功率使得DFIG在接近同步速运行工况时,转子绕组匝间故障特征十分薄弱,辨识困难。提出以双侧磁链观测差为特征量的海上DFIG转子绕组匝间短路早期故障的辨识方法。根据DFIG转子绕组匝间短路故障机理,推导得到匝间短路时双侧磁链观测差的表达式。通过仿真验证了该特征量对于转差变化和转速测量误差的鲁棒性。仿真和实验分析结果表明,双侧磁链观测差对于双馈电机转子绕组的早期故障辨识具有高灵敏性和高可靠性,为海上双馈风机转子匝间短路的精确辨识提供技术支撑。     

发电机匝间短路保护及继电器

一、前言现代大型发电机定子绕组,每相都有两组以上的并联分支,对于每相定子绕组匝间或分支间的短路,称为定子绕组匝间短路故障。发电机匝间短路的短路电流可能超过机端三相短路电流很多,故匝问短路是发电机的一种严重故障。以往对于双星形接线而且中性点引出六个端子的发电机,通常装设单元件式横差保护,但大型机组由于一些技术上和经济上的考虑,发电机中性点侧常常又引出三个端     

计及固有不平衡的双馈电机定子匝间短路故障分析

双馈式发电机的定子匝间短路的故障特征,本质上是由定子三相不平衡引起的。当实际生产的电机定子绕组存在轻微的固有不平衡时,也会在转子电流引起高次谐波,这些谐波的与定子绕组匝间短路的引起的谐波相近,这会导致对电机定子绕组轻微匝间短路的误诊断。使用Ansoft软件建立了双馈电机三相对称的理想模型、包含定子固有不对称的实际模型、三相对称情况下定子匝间短路的理想故障模型以及定子考虑固有不平衡时的匝间短路模型:用以分析考虑定子固有不平衡时双馈式发电机定子轻微匝间短路的故障特征,使得建模更贴近实际情况。对故障后双馈式发电机转子电流和电磁转矩进行了频谱分析,指出轻微固有不平衡与轻微匝间短路在转子电流引起相同的特征频率。但在电磁转矩中,并没有引起明显的特征频率,可通过电磁转矩的特征频率确定电机发生定子匝间短路。     

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.     

双馈电机转子绕组匝间短路电磁力计算

转子绕组匝间短路是双馈风力发电机的故障之一。基于有限元法对双馈电机建模,计算电磁力,对转子绕组匝间短路进行深入研究。分析发电机的电磁场,垂直和水平方向电磁力变化,以及径向电磁力波和切向电磁力波空间分布,探究了双馈式风力发电机发生转子绕组匝间短路故障时的径向电磁力波谐波含量的变化规律。     

汽轮发电机转子绕组静态匝间短路的试验研究

测试汽轮发电机转子绕组匝间短路的方法,通常有转子绕组交流阻抗和损耗法,单开口变压器感应电势和相角差法以及双开口变压器感应法等。应用这些方法不难判断转子绕组有无匝间短路及其短路槽。但在未取护环前,如何确定短路点的轴向位置,还是一个尚未解决的课题。     

基于转子平均瞬时功率的双馈异步发电机定子绕组匝间短路故障诊断

由于双馈异步发电机转子参数的可测性,提出一种基于转子平均瞬时功率的定子绕组匝间短路故障诊断方法。首先推导出计及高次谐波的双馈异步发电机正常及发生定子绕组匝间短路故障时的转子平均瞬时功率的表达式,然后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故障时的转子平均瞬时功率进行仿真计算。对仿真结果进行频谱分析,得到定子绕组匝间短路故障前后转子平均瞬时功率谐波分量的变化规律,并验证了理论分析的正确性。分析结果表明转子平均瞬时功率谱直观简洁,其2倍频分量不受转差率影响,高次谐波分量对定子绕组匝间短路故障有较强的灵敏性。     

运行中电流互感器二次线圈匝间短路事故成因分析

针对电流互感器(CT)运行中出现的一例零序保护动作事故及开关柜内二次端子局部烧熔现象,采用直流电阻试验和励磁特性试验对事故原因进行分析,发现CT二次绕组线圈匝间短路是引起零序电流保护动作的直接原因,而运行中CT间歇性开路可能是造成CT二次绕组匝间短路和端子烧熔的原因所在。     

励磁绕组两点接地故障对横联差动保护的干扰分析

励磁绕组两点接地故障与匝间短路故障一样,不仅使转子励磁磁势出现偶次谐波分量,而且在气隙中出现恒定磁势,后者的作用在定子绕组中出现横联差动电流,从而对差动保护带来干扰。利用这种现象,还可实现励磁绕组匝间短路故障的在线监测。     

励磁绕组两点接地故障对横联差动保护的干扰分析

励磁绕组两点接地故障与匝间短路故障一样,不仅使转子励磁磁势出现偶次谐波分量,而且在气隙中出现恒定磁势,后者的作用在定子绕组中出现横联差动电流,从而对差动保护带来干扰。利用这种现象,还可实现励磁绕组匝间短路故障的在线监测。     

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。     

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。     

双馈感应发电机转子匝间短路时定子电流谐波分析

随着人们对风能重视程度的日益加深,双馈感应发电机(DFIG)的应用越来越广泛。转子绕组匝间短路故障是一种常见故障,对DFIG以及风电系统具有较大危害。文中分析了正常情况以及发生转子绕组匝间短路故障时定子侧电流谐波成分,考虑了绕组结构对谐波成分的影响;建立了DFIG多回路数学模型,计算了发生不同程度转子绕组匝间短路故障时的定、转子电流,分析了发生转子绕组匝间短路故障时电流的变化规律;以傅里叶变换为基础,进一步分析了定子单条支路电流、线电流以及并联支路环流中的谐波成分。这些谐波特性可以用于构造转子绕组匝间短路故障检测与诊断判据。     

一种抽能型高抗的抽能绕组匝间短路保护方案研究

抽能型高压并联电抗器,简称抽能高抗,实质是一台由网侧绕组和抽能绕组构成的空心型变压器,属于一种既能吸收系统多余无功也能提供站用电源的新型电抗器。目前,工程上通常采用抽能绕组过电流或零序过电流保护反映抽能绕组的匝间短路故障,存在着选择性差、动作时间长等不足。因此,提出一种新型的抽能绕组匝间短路保护方案以解决这一问题,即综合采用抽能高抗网侧绕组的电压和电流以及抽能绕组环内电流等电气量,由区外异常判据、铁芯饱和判据和自产零序过流判据以逻辑相与的方式共同构成。RTDS仿真实验表明,该保护方案,既能保证在各种非区内故障工况下可靠不动作,又能灵敏反映抽能绕组4%匝以上的匝间短路故障,并将保护动作时间缩短至50 ms左右,解决了以往抽能绕组匝间短路保护方案选择性差、动作时间长等问题。