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。     

浅谈发电机的定子接地保护

发电机的安全运行对保证电力系统的正常运行和电能质量起着决定性的作用,同时发电机本身也是个十分贵重的设备,为保证其安全运行,装设了许多保护装置。定子接地保护是发电机的主要保护之一。 发电机在运行中易发生的故障主要有:定子绕组相间短路、定子绕组一相的匝间短路、定子绕组单相接地、转子绕组一点或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等。根据安全的要求发电机的外壳都必须进行接地。因为只要发电机定子绕组绝缘受到破坏,就可能导致单相接地。目前大容量发电机组均采用水内     

一次典型的定子接地故障分析与优化保护原理

通过对一次典型的定子接地故障情况和保护录波数据分析,证明了保护动作行为的正确性.在分析过程中发现定子接地故障点离机端近,接地电阻在燃弧过程中很快减小,故障零序电压很快升高,保护也及时切除了故障.文中对基波零序电压和外加电源定子接地保护的原理进行了比较分析,提出了测量式定子接地保护的概念,以及定子接地保护的灵敏性、可靠性、速动性,同时可对发电机定子绕组做出安全、健康的评估.     

7RE2800电压闭锁继电器的应用

小浪底水力发电厂3号、4号机组发变组保护，在运行的几年间，曾发生发电机工况正常定子接地及匝间保护因一次熔断器熔断误动出口的现象。文中介绍应用7RE2800电压闭锁继电器闭锁ELIN公司80%定子接地保护和匝间保护的交流输入端的方法，解决了一次熔断器熔断时80%定子接地保护和匝间保护误动的问题，并提出预防电压互感器二次电压回路断线导致误闭锁的措施。     

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。     

不依赖注入式原理的定子单相接地故障定位方法

提出了一种发电机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,为故障排查提供定性参考.根据定子单相接地故障后三相机端对地电压的特点,判断出故障相别.将机端三相电压均以故障相电动势表示,通过比较三相电压的平方差,即可求得定子接地故障过渡电阻值和接地故障位置.该方法不依赖于注入式定子接地保护,简单易行,可广泛推广应用.现场录波数据验证了该方法的正确性.     

十二相整流同步发电机定子匝间短路故障计算

十二相整流同步发电机能提供大功率、高品质的直流电源,已广泛应用于舰船、飞机等移动平台中。鉴于对平台安全运行的高可靠性要求,本文对其中十二相电机可能发生的定子绕组匝间短路故障进行了理论和实验研究。建立了十二相整流发电机定子匝间短路的多回路数学模型,既可全面计及短路故障点位置和气隙磁场空间谐波,又能考虑正常及定子匝间故障情况下整流管不同通断状态引起的回路拓扑结构变化。用变步长的数值积分法求解了由时变系数微分方程组构成的数学模型,实现了系统正常及定子匝间短路故障时对发电机定、转子绕组及直流侧负载电压、电流等电气量的数字仿真。在一台特制的4kW十二相样机上进行了负载工况下定子匝间短路实验,实验结果与仿真结果吻合,验证了数学模型的正确性,并据此分析了十二相整流发电机定子匝间短路故障的电气特点。计算结果为十二相电机定子匝间短路故障的检测或保护研究提供了重要依据。     

基于模型和模糊逻辑的感应电动机定子绕组匝间故障诊断

在相轴模型的基础上,提出了一种感应电动机定子绕组匝间短路故障模型.该模型通过对定子绕组某相发生不同程度匝间短路故障的仿真,比较了正常时和故障时定子侧电流幅值的变化,从而验证了故障相电流大于正常相电流的结论.在此基础上,运用模糊诊断理论以及Simulink的fuzzy工具对感应电动机定子匝间短路故障进行模糊诊断,诊断结果表明,根据模糊规则采用的隶属度函数法能较好地反映出电机定子匝间故障程度.     

500 kV磁控式并联电抗器控制绕组保护方案

磁控式并联电抗器(MCSR)铁芯上绕有网侧绕组、补偿绕组和控制绕组,其中控制绕组作为控制无功功率输出的核心部分,对其保护性能的要求很高。基于一种已经投入运行的MCSR励磁系统结构,文中详细分析了控制绕组发生接地故障、相间短路和匝间短路的故障特征,提出了新的MCSR控制绕组保护方案,给出了整定计算原则。利用低电压与过电流复合型保护作为接地故障的保护,有效消除了死区;利用每相两绕组基波电流比相保护作为控制绕组相间短路的保护,提高了保护灵敏度;利用基于电流变化量的保护作为控制绕组匝间短路的保护,轻微匝间短路也有较高灵敏度。仿真结果验证了新原理的有效性。     

纵向零序电压发电机匝间保护若干问题研究

详述了一次区外接地故障引起发电机匝间保护动作的过程,介绍了匝间保护装置的动作原理及各项定值的计算整定;通过对保护实际动作情况、故障录波数据的分析,重点研究了区外接地故障情况下,纵向零序电压中基波及三次谐波分量的变化规律,结合保护装置的原理、定值设置,指出了用定子绕组三次谐波的变化量去制动基波的变化量的保护原理值得进一步探讨,同时分析了目前保护存在的几个问题;通过计算分析,得到了区外接地故障发生前后负序功率的变化曲线,提出了定子匝间保护的改进建议。     

基于电压、电流不平衡度差值的干式变压器匝间短路故障识别方法

干式变压器绕组发生轻微匝间短路时,相电压、相电流等电气量变化甚微,不能作为表征匝间短路故障的敏感特征量,导致相应保护措施缺失,运行过程中设备烧毁事故时有发生。通过建立干式变压器“场-路”耦合仿真模型,利用实际试验和工程计算获取的状态参数,验证模型的准确性。通过建立和分析其绕组匝间短路故障数学模型,提取相电压、相电流不平衡度标幺值的差值,作为判断匝间短路故障的特征量。通过仿真分析不同工况下其绕组发生匝间短路故障时不同电气量的变化情况,论证了所提新故障特征量不仅能提前感知绕组匝间短路故障,而且能够克服固有的三相不对称及不平衡运行带来的影响,有效性、灵敏性兼顾,为实时监测干式变压器绕组匝间绝缘状态提供一种新方法。     

发电机出口电容器缺陷引起定子接地保护动作诊断方法

发电机出口电容器缺陷引起的定子接地保护动作难以通过检查绝缘电阻发现,故障位置不易查找。首先通过建立定子接地等效电路分析了其故障产生机理,然后利用定子相电压构成的三相参照系,对比分析了出口电容器缺陷和过渡电阻接地时的零序电压相位特征,并提出了相应的实用诊断新方法。该方法利用故障录波图判断零序电压在三相参照系的位置,并进一步结合发电机每相对地总电容及中性点接地电阻即可实现故障的快速诊断。最后,通过一起故障实例验证了所提方法的有效性。     

异步电动机定子绕组的故障诊断方法

为及时发现并排除电动机的早期故障,保障电机设备的安全运行,提出利用失电残余电压诊断异步电动机定子绕组匝间短路故障的新方法并讨论了诊断匝间短路故障多种特征量的有效性;分析电动机失电后的残余电压并讨论了完好电机与故障电机残压中的频率成分。通过分析残压中高次谐波成分的变化可诊断定子绕组匝间短路故障;同时根据匝间短路故障后,完好相与故障相端电压所含谐波成分的不同,可确定故障发生的位置。实验证明该法对供电电源不对称及负载的波动具有鲁棒性,同时可诊断绕组早期轻微匝间短路故障。     

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。     

基于有限元分析的双馈异步发电机定子绕组匝间短路故障诊断研究

笔者基于有限元分析软件Maxwell 2D建立了双馈异步发电机的仿真模型,通过改变模型中短路匝数和短路电阻的大小来模拟电机的不同短路情况,对不同情况下的电机进行仿真计算得出:定子发生匝间短路故障后,会在定子中产生负序电流,并随着故障严重程度的增加而增大,同时负序电流会受到电源不对称的影响,在用负序电流进行故障诊断时,需要补偿这些非电机故障因素的影响,同时负序电流也会受到电机负载情况的影响,且随着负载的增大负序电流有微弱增大。另外,定子发生匝间短路故障后,定子三相电流不再对称,故障相电流恒最大,而非故障两相的相位差偏离120°最大,且随着故障的加剧而明显增大。     

基于模糊神经网络的电机定子绕组匝间短路故障的在线诊断

介绍了三相交流电机定子绕组匝间短路故障诊断的基本原理．三相交流电机定子绕组发生匝间短路故障时，三相电流派克矢量模的轨迹会发生变化，其几何形状可确定故障相及其严重程度．通过频谱分析提取故障特征因子并综合考虑负载、三相输入电压不平衡度的变化情况，构建基于模糊神经网络的短路匝数诊断模型，可以进一步确定短路绕组的匝数．试验结果证实了该方法的有效性．     

大型发电机组注入式定子接地保护调试与整定

随着发电机单机容量的不断增大,发电机定子绕组对地电容不断增加,导致定子单相接地电流不断增大,容易造成发电机定子对地绝缘老化或出现接地故障,对发电机定子单相接地保护提出了更高的要求以确保发电机安全运行。阐述了注入式定子接地保护原理及现场调试方法,并对相角补偿值、阻抗补偿值及对相关的保护值进行了整定。根据现场对发电机静止状态下的调试以及发电机由空载缓慢升压至30%额定电压后的测试结果,进一步验证了保护定值整定的正确性和保护装置动作的准确性。     

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。     

笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路双重故障研究

基于多回路理论,针对笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路双重故障进行研究.结果表明,笼型异步电动机在发生转子断条与定子绕组匝间短路时,其故障特征往往是相互交织、相互影响的,仅仅应用单一故障检测方法检测笼型异步电动机定转子故障,可能导致故障误判.通过对仿真与实验结果的详尽分析,系统地概括出笼型异步电动机转子断条与定子绕组匝间短路双重故障特征,明确揭示了二者间的相互关系,为实现转子断条与定子绕组匝间短路双重故障的联合检测提供了重要理论依据.     

高准确度外加20 Hz电源定子单相接地保护的研制

分析了发电机中性点处配电变压器对外加20Hz电源定子单相接地保护的影响。基于许继WFB-800型发变组保护硬件平台，研制了考虑中性点配电变压器参数影响的高准确度定子单相接地保护，试验验证了保护中计算接地故障过渡电阻方法的准确性，并分析和给出了防止20Hz电源及其引线故障误动作的措施。