以槽电势为分析单元的大型发电机定子接地故障定位方法

已有的大型发电机定子绕组单相接地故障定位方法一般以线圈匝电势为分析单元,对于短距绕组的机组存在理论误差。为此,提出一种以槽电势为分析单元的大型发电机定子单相接地故障定位方法。首先,基于绕组连接顺序,以槽电势为单元建立定子绕组电势分布的解析表达式。然后,针对发电机是否配备注入式定子接地保护采取不同的故障定位方案。若配备注入式定子接地保护,则基于注入式设备的过渡电阻测量值构造故障评价指标。若未配备注入式定子接地保护,则引入3次谐波测量值构造不含过渡电阻的故障评价指标。最后,在故障相人为设置多个虚拟参考点,结合绕组电势分布计算各虚拟参考点的故障评价指标,将计算值最小的虚拟参考点视为故障位置,进而确定故障所在槽编号。利用在PSCAD中搭建的准分布参数仿真模型验证了所提方法的有效性。     

基于重复脉冲法的变速抽蓄机组转子绕组短路故障诊断方法

变速抽蓄机组的转子侧采用特殊的三相交流绕组结构,导致其转子绕组短路故障诊断困难。为此,提出了一种基于重复脉冲法(repetitive surge oscillograph, RSO)的离线故障诊断方法。首先设计了重复脉冲法在变速抽蓄机组中的应用方案,通过在转子三相同时注入低压脉冲并检测响应曲线来判断机组故障情况。基于不同短路故障的响应特性分析,提出了转子绕组短路故障类型和故障相别的识别方法。然后,结合变分模态分解与Teager能量算子(variational mode decomposition-teager energy operator, VMD-TEO)估计注入脉冲和特征曲线的起始突变位置,并通过时间差值和实测波速确定故障位置。最后,利用指数还原故障因子衡量匝间短路故障的严重程度,以解决克服行波衰减引起的特征波形幅值重叠问题。仿真结果表明,所提方案能准确诊断变速抽蓄机组的各种转子绕组短路故障。     

基于几何关系求解的汽轮发电机定子接地故障定位方法

提出一种基于几何关系求解的汽轮发电机定子接地故障位置定位方法。根据大型汽轮发电机定子绕组内部基波电势分布特征,将其电势相量依次相连后近似等效为平面上的一段圆弧,对应圆心角记为β,同时将发生接地故障时的定子零序电压、机端绕组相电压映射至该平面上,建立故障位置至中性点的基波电势与定子零序电压、机端绕组相电压等相量间的几何关系,结合零序回路阻抗特征参数,计算中性点至故障位置所对应的故障角γ,γ与β的比值即为接地故障位置。通过仿真试验及现场故障案例对所提方法进行验证。验证结果表明,所提方法简单有效,不依赖注入式定子接地保护,能大幅提高定子接地故障诊断效率,缩短故障排查时间。     

基于基波电势分布特征的大型发电机定子接地故障定位方法

提出一种基于基波电势分布特征的定子接地故障定位方法,该方法按各相各分支定子线圈的实际连接关系,确定发电机中性点至接地故障点的基波电势,建立了该基波电势、机端三相基波电压、基波零序电压、接地过渡电阻阻值之间的数学关系,准确定位定子接地故障,并对波绕组发电机故障定位中的特殊情况进行了分析。采用基于准分布电容参数的定子接地故障仿真模型验证了所提方法的有效性。最后对现场实际故障案例进行分析,进一步验证了所提方法的准确性,其可大幅缩短现场故障检修的时间。     

基于三次谐波电势分布特征的发电机定子绕组接地故障定位方法

海洋核动力平台发电机拟采用有源电压消弧技术,需要实现全定子绕组内准确可靠的在线接地故障定位。针对现有基波定位方法存在的问题,该文提出一种基于三次谐波电势分布特征的发电机接地故障定位方法。基于各线圈三次谐波相电势180°相带分布特点,构建三次谐波故障电势与三次谐波相电势间的几何关系式。以三次谐波故障电流为中间量,建立包含三次谐波故障电势、中性点三次谐波电压、中性点三次谐波电压变化量的解析定位方程。方程中不含接地过渡电阻,适用于未安装注入式保护设备的海洋核动力平台发电机。在工程应用中,该方法可与基波定位方法协同配合,解决基波定位方法的多解问题,并提高定位结果精度。仿真和动模试验结果验证了所提定位方法的准确性和有效性。     

输电线路单相接地故障过渡电阻研究

输电线路单相接地故障点过渡电阻大小与接地点类型和接地媒质息息相关,并且直接影响到故障测量阻抗结果,进而影响保护测距的精准度。其影响除了与自身电阻值大小成正比外,还取决于两侧电源提供的短路电流比值和相位关系带来的助增因素。本文提出了一种基于故障录波图测量信息的过渡电阻计算方法,能够量化计算出接地故障点过渡电阻值,可根据过渡电阻值辅助运维人员判断故障性质和评估保护测距结果的准确性。     

基于绕组分布的大型汽轮机组定子接地故障定位方法

定子接地故障是大型发电机组最为常见的故障类型,若能快速有效地定位绕组接地故障位置,对于加快机组检修进度、推进机组恢复供电具有重要价值.为此,提出一种基于绕组分布的大型汽轮机组定子单相接地故障定位方法,从大型机组定子单相接地时的故障特征及绕组电势分布的影响分析出发,构建机组绕组的零序电压所满足的幅值方程和相位方程,并结合机组定子绕组电势分布的解析表达,提出通过数值求解快速定位故障位置的方案.仿真分析结果验证了该方法的有效性.     

双端注入式转子接地保护在无刷励磁发电机中的运用

无刷励磁发电机通常采用单端注入式原理构成转子一点接地保护,针对该保护无法计算接地故障位置的问题,介绍了双端注入式转子接地保护原理、接地电阻计算方法和保护动作判据,并采用Matlab／Simulink软件构建转子一点接地故障仿真模型。仿真试验结果表明,双端注入式原理能够满足无刷励磁发电机实际运行需要的精度和灵敏度。     

发电机转子绕组接地故障定位功能的商榷

介绍了发电机转子绕组接地故障定位原理,其精确性取决于转子一点接地相对位置的计算精度。分析了影响接地故障定位精确性的几个因素。转子不稳定接地、碳刷接触不良均会使得转子接地相位位置计算产生偏差,从而导致故障定位不准。励磁变压器低压侧单相接地故障时,也会导致转子接地电阻计算值下降,由此接地相对位置计算值进行故障定位,必然会导...     

励磁变压器低压侧单相接地故障在线识别方法

励磁变压器低压侧单相接地故障时,乒乓式转子接地保护原理也能检测到对地绝缘电阻下降,并且计算的励磁绕组一点接地位置百分比为50%,可能会误导故障排查的方向。因此提出了一种励磁变压器低压侧单相接地故障在线识别方法,当励磁绕组一点接地电阻计算值小于定值,接地故障位置计算值在50%左右,且励磁绕组正、负端对地电压的基波有效值中的较大值与励磁电压的比值超过设定值时,则认为励磁变压器低压侧发生了单相接地故障。理论分析和现场录波数据验证了所提方法的正确性。     

基于FFT-LSTM的变速抽蓄机组转子绕组短路故障和偏心故障诊断方法

变速抽水蓄能机组是适应系统功率波动的重要调节手段。转子绕组短路故障和转子偏心故障是其常见的故障类型,两种故障均会在定子侧感应生成特征频带相近的谐波环流,导致两种故障难以被区分。提出了一种基于快速傅里叶变换-长短期记忆(fast Fourier transform-long short-term memory, FFT-LSTM)网络的故障诊断方法,以细化分辨故障特征相近的转子绕组短路故障和转子偏心故障。所提方法以定子分支环流的谐波分量为特征量进行故障诊断,分别推导了两种故障发生时定子侧环流谐波特征,并总结二者间的相似性和差异性。鉴于该差异较为微弱,引入长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络算法对其进行辨识。利用内部故障仿真模型对可能发生的转子绕组短路故障和偏心故障进行批量仿真,以得到用于LSTM网络训练和测试的数据集。仿真结果表明FFT-LSTM能够准确诊断不同转速下变速抽蓄机组的转子绕组短路故障和转子偏心故障。     

微机式发电机励磁回路一点接地保护的研究

针对发电机实际运行中所出现的励磁回路一点接地故障情况,讨论了一种发电机转子一点接地变电桥式微机保护方案,推导了计算接地电阻及接地点位置的数学方程。通过其灵敏度的理论分析并考虑实际问题,确定了一种较为合理的电路结构,给出了保护的实现方法和改进措施,提高了保护的灵敏度及可靠性。     

大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法

发电机定子单相接地故障在生产过程中时有发生,如不能快速切除,对发电设备和电力系统都有较大的危害。提出了一种大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法,所提方法通过基波零序电压和故障相基波电势确定定子单相接地故障的位置,适用于中性点经高阻接地的发电机以及中性点不接地的发电机,且不依赖于注入式定子接地保护,所需要的故障信息较少,简单易行,可在现场推广应用。仿真数据和实际故障案例验证了所提方法的正确性。     

基于故障信息的高阻接地故障辨识与定位方法

高压输电线路发生高阻接地故障时,由于受过渡电阻的影响,线路保护动作行为较为复杂,故障测距结果往往误差过大。针对以上问题,提出了一种高阻接地故障辨识和故障定位的方法。该方法的核心思想是基于故障录波数据,计算故障区域各条线路两侧电流矢量和及跳闸线路两侧零序电流比值,然后根据序网络故障分析和差动保护原理,利用电网分布式继电保护计算系统进行故障辨识和定位。计算和现场巡线结果表明该方法受过渡电阻和负荷电流的影响很小,故障定位精度较高,可满足现场的应用要求。     

发电机定子绕组单相接地故障的定位方法

对发电机定子单相接地故障进行故障定位,能够扩展目前定子单相接地保护的功能,有利于尽早发现和排除接地故障。提出了一种针对中性点经配电变压器高阻接地的发电机定子单相接地故障定位方法。由基波零序电压启动故障定位功能,根据发生单相接地故障后故障相机端对地电压最低的特点,判断出故障相别。进一步利用故障位置与发电机零序电压、故障相相电压、对地电容以及接地故障过渡电阻之间的关系,计算出具体的故障位置,其中,接地故障过渡电阻值由外加20Hz电源定子单相接地保护计算得到。此故障定位方法简单易行,无需另外增加设备。动模试验结果验证了此故障定位方法的正确性和有效性。     

变速抽水蓄能机组转子绕组内部短路故障保护

针对变速抽水蓄能机组转子绕组内部短路故障存在“弱保护”问题,提出一种基于定子侧分支环流的交流励磁电机转子绕组内部短路故障保护方法。根据多回路理论分析理论,从数字滤波器设计、保护判据、防误措施等方面研究了变速抽水蓄能机组转子绕组短路故障保护的关键技术,研制了保护样机,并搭建动模试验平台进行了验证。试验结果表明,该方法能可靠反映转子绕组匝间和相间短路故障,基于该原理的保护装置即将在国内某变速抽水蓄能机组上投入应用。     

基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法

目前灵活接地系统的接地保护大多直接采用小电阻接地系统的定时限零序过电流保护,存在高阻接地时保护灵敏度不足以及故障信息利用不充分等问题。通过分析灵活接地系统发生单相接地故障时,并联小电阻投入前后故障点上、下游及健全线路的零序测量导纳特征,发现并联小电阻投入前后故障点下游及健全线路的零序测量导纳不变,模值比为1,而故障点上游线路零序测量导纳的模值比远大于1,基于此提出了基于零序导纳变化的灵活接地系统接地故障方向判别算法。数字仿真和现场试验数据表明,该方法准确率高,不易受线路参数和过渡电阻等因素影响,可与定时限零序过电流保护配合使用,能满足现场实用要求。