核电多相环形无刷励磁系统故障分析及继电保护原理

多相环形无刷励磁机是目前在运百万千瓦级核电站广泛采用的励磁机型,因其未配备完善的继电保护,现场发生的多起故障带来了严重损失。实现该保护的难点在于励磁机为旋转电枢式电机,可量测的量仅为定子励磁电流,需用单一电气特征实现对多种故障的保护及区分。首先,文中从各种故障前后转子电枢电流及空间谐波磁场特性入手,对励磁机定、转子绕组及旋转整流器故障的特征及机理进行了深入研究,根据绕组结构不对称下定、转子电流的相互感应关系,得出各种故障暂态及稳态时的频谱分布特征及演变规律;其次,以十一相环形无刷励磁机为例,对动模样机进行了不同故障的实验和仿真,实验和仿真结果验证了理论分析的正确性;最后,提出了一种基于定子励磁电流的新型保护原理,动模样机实验及保护装置的现场运行及测试结果表明,该原理能够实现对故障的可靠灵敏保护,并能有选择性地区分故障。     

规范大中型发电机主保护设计的方法

针对现有发电机主保护设计方法的不科学性,提出新的设计思路、步骤和方法,彻底改变了以往完全凭概念、经验和传统习惯的做法,逐步做到主设备继电保护设计工作的定量化,即以正确的发电机内部短路分析计算为基础,校核各种主保护方案的灵敏系数,由此择优确定发电机定子绕组中性点侧的分支引出方式,结合电机的实际情况和各种保护方案的优缺点,按照"优势互补、综合利用"的原则,最终确定该发电机主保护的配置方案.     

发电机中性点接地装置等效电路的分析

分析了发电机中性点经配电变压器二次侧接电阻和消弧线圈两种方式接地的等效电路对外加电源型单相接地保护导纳判据的影响,指出忽略配电变压器或消弧线圈的激磁阻抗和漏抗降低了判据的准确性.考虑相应参数的影响因素能够提高接地故障过渡电阻值的计算准确度,进一步提高保护的灵敏度.试验结果验证了接地装置参数的影响.     

天生桥一级水电站发电机内部故障的计算和分析

由于定子绕组为整数槽分布，出现只有一匝的匝间短路，此故障的分析计算表明，各种主 保护方案均将拒动，文中特别注意发电机不完全纵差保护中性点侧电流互感器接入方式问 题，结论是多分支大型水轮发电机的不完全纵差保护，不能每相中性点侧仅接入一个分支的 电流互感器。     

异步电机驱动系统实时仿真

在研制复杂大功率的电力驱动系统的过程中，采用实时仿真器对实际控制器进行前期闭环测试可降低技术风险和开发费用。本文基于方框图建模工具Simulink构造异步电机驱动系统实时模型，采用dsPACE实时仿真环境自动生成控制器和被控对象实时代码，基于两定时器任务实现异步电机驱动系统15μs步长实时仿真。实时仿真系统具有与实际系统的硬件接口，可以与实际控制器或实际的逆变器．电机系统直接相连，构成硬件在回路仿真测试或快速控制原型系统，以加快电力驱动系统的开发进程。     

龙滩发电机主保护配置方案

大型发电机内部故障主保护配置方案需要通过定量化设计来确定。对于多分支的水轮发电机,可以采用多种中性点引出方式,相应主保护的构成方式和组合方案数目巨大,很难通过"穷举法"获得最优的配置方案。文中通过分析龙滩发电机绕组结构和内部故障的特点,发现适当地选择中性点引出方式可以减小保护死区,从而大大减小了设计工作量。在此基础上,对龙滩发电机进行了主保护配置方案的定量化设计,最终提出了保护范围大、双重化程度高、工程上也易于实现的配置方案。     

基于非饱和区等效瞬时电感的变压器励磁涌流鉴别方法

变压器的等效瞬时电感能够反映其饱和程度的变化,按照差流大小将变压器的运行状态划分为饱和区与非饱和区．分析了变压器经历励磁涌流和短路故障过程中,其等效瞬时电感值在饱和区与非饱和区内的变化范围及特点．根据非饱和区内等效瞬时电感大小区分励磁涌流和短路故障的方法。该方法原理清晰、整定简单、裕度大。试验结果证明,在区内短路故障以及带故障合闸时,该方法能够快速开放差动保护：在励磁涌流时,能够可靠闭锁差动保护,并有良好的抗电流互感器饱和特性．具有工程实际应用价值。     

交直流同时供电同步发电机的建模

独立交直流同时供电系统被广泛应用在车辆、舰船和飞机等需要同时提供交流电和直流电的场合。在这些电源体积重量受限制的场合, 交直流同时供电同步发电机有特殊的优势。为了提供高品质的电力, 电源的交流电压波形畸变率和直流电压纹波倍受关注, 但其精确计算比较困难。本文使用多回路方法建立了交直流同时供电独立系统的数学模型, 对磁场谐波的作用进行了比较精确的计算。文中对整流桥和自动励磁调节器（ＡＶＲ） 的模型也作了介绍。本文的结果与实验比较, 证明了模型的正确性     

隐极同步发电机转子匝间短路时转子不平衡磁拉力特征分析

考虑到转子匝间短路会在定子回路产生与极对数和定子绕组形式有关的偶数次和分数次不平衡电流分量,首先基于不平衡电流谐波分量产生的各次谐波磁动势,推导了转子在定子直角坐标系中不平衡磁拉力(UMP)的表达式,并根据故障时定、转子磁动势的特点,得到了故障后UMP的频率分量表达形式,形成了一套完整的故障时UMP特征分析方法。用该方法对不同极对数的隐极发电机样机转子匝间短路故障进行了分析,并通过基于ANSOFT软件的场路耦合计算得到了故障中转子电磁力的数值结果。仿真结果符合理论分析的UMP特征,验证了所提出的转子受力分析方法的正确性。理论分析与仿真结果均表明,不同极对数和定子绕组形式的发电机故障时转子UMP的谐波特征不同,为机电信息融合的转子匝间短路故障监测奠定了基础。     

交流励磁电机的谐波分析

本文研究了由交交变频器引起的交流励磁电机的谐波问题。在６脉波交交变频器输出电压公式的基础上，建立了交流励磁电机基波和正负序电压方程，并详细分析了其谐波转矩。给出了谐波电流，电压和转矩的定量分析方法，并附以计算实例。