站用电切换中调相机循泵电机的瞬态分析

特高压（UHV）变电站在站用电切换过程中,调相机循泵电机会出现冲击电流过大导致多级跳闸的情况。为研究切换策略,首先定量分析失电残压的频率和幅值随时间的变化,并进行相关仿真研究。其次对重合闸时的瞬态进行研究,通过仿真模型得到冲击电流随时间的变化规律,发现冲击电流的最大值略滞后于相位相反的点,最小值略滞后于相位相同的点,且该滞后的量取决于失电残压的衰减速率,提出一种基于失电残压和电源电压幅值差的切换方法。针对仿真结果进行分析,为维护人员提供一定的参考依据,尽可能降低投切过程中的冲击电流,避免切换失败。     

基于VMD-MSVM的同步调相机载荷分配故障诊断方法

由于特高压直流输电工程的大规模建设,其直流送受端采用无功调节的需求日益扩大,因此以同步调相机调节无功在电力系统中得到应用。为解决调相机因载荷分配不平衡引起的振动问题,文中提出一种基于变分模态分解和多核支持向量机(VMD-MSVM)的同步调相机载荷分配故障诊断方法。首先,在调相机轴承座外部布置多个测点采集振动信号;其次,针对该信号非线性且成分复杂的特性,利用VMD将其分解为多层模态函数;然后,根据能量选择反映故障特征的模态,计算其能量熵,并构成特征向量;最后,选取合适的核函数构建MSVM,将特征向量输入MSVM进行故障诊断。结果表明,文中方法适用于调相机载荷分配故障的诊断,且具有更优的故障识别效果。     

一种新型同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法

同步调相机在电网中的运行时间较短,有关其故障特性和诊断方法的研究仍十分欠缺,因此文中提出一种基于支路电流相位差的同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法.该方法充分考虑了定子绕组匝间短路故障后故障绕组与同支路非故障绕组及其他非故障支路绕组间的互感,并在此基础上理论推导出故障相支路电流间的相位差.以一台TTS-300-2型同步调相机为例,利用有限元平台建立定子绕组匝间短路场路耦合仿真模型.结果表明:当调相机发生定子绕组匝间短路故障后,故障相支路电流间的相位差将会明显上升,并随着故障严重程度的加深而增大,且该特征基本不受故障位置和无功功率变化的影响.因此,支路电流相位差可以作为诊断同步调相机定子绕组匝间短路故障的有效依据.     

基于DST的调相机转子轻微匝间短路故障诊断

转子绕组匝间短路故障是调相机的一种常见故障,一旦出现就会直接影响调相机在系统中的无功输出。由于调相机在运行过程中时常要对无功功率进行调节,仅用单独的特征量难以准确地对故障进行诊断,极易出现误判。针对此问题,提出一种基于DS证据理论（DS evidence theory,简称DST）的调相机转子轻微匝间短路故障的诊断方法,综合利用振动信号和励磁电流中的感应谐波对故障进行诊断。首先,通过随机森林计算单独特征量下的故障概率;其次,通过DST的组合规则将二者的结果进行综合诊断;最后,通过实验进行验证。实验结果表明,该方法诊断的正确率均高于单独特征量的诊断,可以有效提高调相机转子轻微匝间短路故障识别的准确性。     

基于SSI-MSVM的调相机轴承故障诊断方法

随着新能源的并网与特高压直流输电的发展,电网对无功调节的要求也逐步提高,因此大型调相机再次被投入使用。为了便于对调相机轴承进行故障诊断,提出了一种基于随机子空间识别(SSI)和多核支持向量机(MSVM)的故障诊断方法。在调相机轴承外侧表面不同的位置利用振动传感器采集振动信号,利用随机子空间模型进行特征提取,再根据高斯支持向量机和多核学习方法构造MSVM,然后将提取出的特征数据输入MSVM进行故障诊断。试验结果证明,基于SSI-MSVM的故障诊断方法能够适用于调相机轴承,且可以成功对故障进行辨识。     

基于小波模型的同步调相机转子故障诊断

随着新能源的并网与特高压直流输电的发展,电网对无功调节的要求也逐步提高,因此大型调相机再次被投入使用。为了提高调相机运行的稳定性,针对同步电机转子绕组匝间短路故障特征信号不易提取的问题,文中在dq坐标系下利用派克方程推导出了同步调相机励磁电流与转子绕组短路匝数之间的数值关系,并通过求解调相机微分方程仿真得出转子绕组正常与不同短路状态下的励磁电流。然后设计小波模型构建非线性映射,提取出故障信号的特征能量值,输入径向基函数神经网络进行故障诊断。最后利用Matlab仿真证明所提方法可以有效检测调相机转子绕组匝间短路故障程度。     

基于相角差时间函数调相机并网合闸时间预测

针对大型同步调相机并网条件差、成功率低的问题,对传统的相角差时间函数加以改进,改进后的曲线能够体现相角差在0到2π之间的变化规律,且直观表示出在一定的滑差转速范围内是否存在同期点和其存在个数以及在一定的相角差范围内所对应的合闸时间范围,为预计合闸脉冲发出时刻提供了很大便利。通过算例分析了当以惰性减速起始时刻为0时刻点,-0.167 r/s^2为加速度开始惰性减速时,最大允许滑差范围内出现的同期点个数,以及调相机允许的合闸时间范围,并在Matlab/Simulink仿真软件上验证了算例分析结果的正确性。同时,以调相机所受冲击电流作为最大允许相角差的整定依据有效减少了并网时对调相机的冲击,提高了并网的成功率。     

同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断

为了研究同步调相机定子绕组匝间短路故障,提出一种基于瞬时功率偶数次谐波的故障诊断方法.该方法以瞬时功率为研究对象,首先理论推导出该量在定子绕组匝间短路故障后的故障特征频率,并以一台TTS-300-2型同步调相机为例,利用有限元分析平台建立定子绕组匝间短路仿真模型.其次,利用实验室小型同步电机模拟调相机运行,比较不同故障程度,不同运行工况下,瞬时功率中特征频率的幅值变化.结果表明,当发生定子绕组匝间短路故障后,瞬时功率中将出现100、200和300 Hz分量,其中100 Hz分量幅值增加最为明显.最后,为进一步验证研究对象的诊断优势,比较同种故障程度前后瞬时功率中100 Hz分量与定子相电流中150 Hz分量的幅值变化.分析显示,瞬时功率的100 Hz分量在诊断定子绕组匝间短路故障时具有更高的灵敏度和可靠性,适合用作调相机定子绕组匝间短路的故障诊断判据.