双馈异步发电机电刷滑环电阻变化理论与仿真研究

电刷与滑环间良好的电接触是双馈异步发电机稳定运行的前提．电刷滑环电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。以1．5MW实际双馈风力发电机电刷滑环系统为研究对象．在计及周期性变化的滑环电阻的基础上,对运行过程中电刷滑环动态电阻进行定量分析和计算。利用PSCAD／EMTDC仿真软件．建立正常运行和故障运行下电刷滑环动态电阻数值模型和电路模型．并对电刷电流的间谐波进行理论分析和计算．通过对故障前后的电刷电流傅里叶变换值进行列比分析．得出结论：故障后电刷电流间谐波分量下降率远小于基波分量下降率．且故障下间谐波畸变率远大于正常时间谐波畸变率。该结论可作为双馈异步发电机电刷滑环运行稳定性的削据．对其状态监测和故障诊断具有实际指导意义。     

基于HHT的双馈异步发电机电刷滑环烧伤故障诊断

在实际工程应用中,双馈异步发电机电刷滑环故障发生较为频繁,对电机励磁稳定性影响也较大,严重时还会导致发电机组的解列。因此提出一种基于HHT的双馈异步发电机电刷滑环烧伤故障诊断方法。首先通过PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件模拟滑环烧伤故障,得到故障前后流经电刷滑环的励磁电流。然后基于希尔伯特-黄变换理论提取故障特征量,并将仿真结果与实测励磁电流信号所得Hilbert谱图进行对比分析,验证了故障特征量诊断法的可行性。最后提出能量商的诊断特征值概念,计算不同故障等级下特征量的能量商值,并与红外测温探头测量滑环表面的温度值进行对比。分析二者变化趋势,发现高于100 Hz的周期性高频分量不但可以作为故障特征量,而且其能量商在诊断滑环发生轻微烧伤故障时具有更高的精度和灵敏度。该方法为实际工程研究提供了一定的指导意义。     

基于振动信号的双馈异步发电机滑环装置故障诊断方法研究

电枢滑环系统是双馈异步发电机励磁系统的重要组成部分,但运行中时常出现因滑环面损伤而导致的电刷滑环接触不良现象,严重影响电机励磁稳定性。针对这一问题,提出了基于振动信号的滑环面损伤故障诊断新方法。简要分析了电刷滑环系统振动法原理、振动传播途径及故障机理。搭建电刷滑环仿真运行实验平台,实时采集系统故障运行前后的振动信号。应用小波能量谱法进行滑环接触面故障诊断。通过对比分析故障前后振动信号的小波能量谱分布及占比情况,找出发生振动异常的频带,为电枢滑环接触面的故障诊断提供依据。     

基于温度场的双馈异步发电机电刷滑环系统故障诊断模拟

应用热电耦合原理,利用ANSYS有限元分析平台建立了双馈风力发电机电刷滑环系统温度场仿真模型,对正常运行状态下的电刷滑环系统温度场进行仿真,给出了系统各部件温度场及电流密度矢量分布。通过对模型中不同电刷加载大小不同的电流载荷来模拟电刷电流分布不均匀故障,对该故障进行暂态仿真分析,同时对刷环系统在正常运行状态下与故障运行状态下的热电场分布做了比较分析。最后,给出相关结论,对电刷滑环系统的温度场状态监测及其过热故障预期具有指导意义。     

风力发电机电刷滑环系统三维温度场分析与计算

电刷和滑环系统是风力发电机励磁系统的重要组成部分,但运行中时常出现过热现象,危害发电机安全运行,准确的热分析是电刷滑环系统结构优化、防止过热的前提。该文基于热电耦合方法对电刷滑环系统进行三维温度场分析。根据电刷滑环系统的运行特性,建立了同时考虑旋转摩擦生热、励磁电流生热和系统对流散热的热电耦合三维模型。在给出基本假设和边界条件的基础上,采用有限元法对三维热电场控制方程进行耦合计算,分析了电刷滑环系统的传热性能及各部件的温升分布,同时给出系统的电流密度矢量分布。然后,根据热电类比法,从“路”的角度建立了热分析模型,提出了运用基于复频域的拉普拉斯变换法求解热路方程组,并与仿真值进行对比分析,验证了热路法分析电刷滑环系统温度场的准确性和可行性。最后,给出相关结论,对电刷滑环系统结构优化和安全运行具有指导意义。     

发电机转子滑环故障分析

<正>电刷和滑环是将励磁电流引入发电机转子的衔接部件,是发电机有刷励磁系统的重要组成部分。它们的正常运行非常重要。但是运行中很多原因,会出现滑环故障,严重危及发电机的运行。1现场情况某电厂3号发电机为60 MW机组,采用静止整流型励磁系统,额定励磁电压为225 V,额定励磁电流为1 310 A,发电机励磁电流由静止电刷通过旋转滑环导入转子绕组。电刷安装在刷架上,通     

多相无刷励磁系统旋转整流器故障的仿真与识别

多相无刷励磁系统中旋转整流器的损坏时有发生,故障恶化将严重影响主发电机的正常安全运行。为识别旋转整流器的故障,建立了包括旋转整流器在内的整个多相无刷励磁系统的多回路数学模型,对旋转整流器的正常运行和常见故障状态进行了仿真,仿真结果同励磁机额定运行值以及实验结果吻合。分析了旋转整流器各种状态时励磁机稳态定子励磁电流的频谱,并对特征机理进行了理论分析,在此基础上提出以励磁机定子励磁电流的4次谐波分量同22次谐波分量的比值作为故障识别对象,为多相无刷励磁系统旋转整流器故障诊断提供了理论依据。     

三相四开关有源电力滤波器的容错控制技术

设计了基于dq电流谐波检测法、电流矢量轨迹斜率故障诊断法以及模糊自适应PR控制的容错型有源电力滤波器,并提出了利用电压差值前馈补偿方法消除直流母线中点电位偏移。搭建了容错型三相四开关有源电力滤波器的整体模型和实验平台,研究其在故障发生前、故障发生后以故障状态运行与故障发生后以拓扑重构状态运行时对谐波的补偿性能。结果表明,所设计的容错型有源电力滤波器在故障前与故障后拓扑重构运行时均有良好的谐波补偿效果。     

双馈异步发电机电刷滑环系统状态监测技术研究现状与发展

电刷和滑环系统对双馈异步发电机的稳定运行至关重要,然而其运行故障时有发生,维修工作需耗费大量的人力和物力.与传统发电机类似,双馈异步风力发电机电刷滑环系统的故障机理相对简单,而对其进行实时、精确、高效的状态监测是一大难点,故本文先简单介绍了发电机电刷滑环系统常见故障类型和故障产生机理,再对当前已有的电刷滑环系统状态监测方法做重点阐述和分析,最后对未来双馈异步风力发电机电刷和滑环系统状态监测的发展趋势和方向做了展望.     

汽轮发电机滑环碳刷装置故障分析及处理方法

指出大型发电机的励磁方式主要有静态励磁与旋转励磁,滑环碳刷装置又是静态励磁的关键部件,通过对汽轮发电机滑环碳刷装置的作用、结构以及装置中各部件的常见故障进行分析,根据20多年的检修经验总结出常见故障的处理方法及日常维护要点,应用这些方法检修维护能保证机组长期安全运行,减少故障发生,避免了企业不必要的经济损失。     

核电多相环形无刷励磁机转子绕组短路故障特征分析

多相环形无刷励磁机是大容量核电机组广泛采用的一种励磁机型,实现对其内部故障的可靠保护,对保障核电发电机组的安全运行具有重要意义。因多相环形无刷励磁机为转枢式结构,转子电枢绕组故障无法得到直接监测,但依据故障在定子励磁绕组中反映的特征来实现监测是一种有效的途径。通过理论分析正常运行及转子绕组短路时核电多相环形无刷励磁机的转子绕组与定子绕组产生的磁动势性质及其在气隙磁场中的相互作用,得到了两种运行情况下转子电枢电流和定子励磁电流的谐波特性。对某11相动模样机进行了正常运行和转子电枢绕组短路实验,通过快速傅里叶分析得到了实验电流的谐波特征,实验结果与理论分析相符。该方法适用于任意核电多相环形无刷励磁机的任意形式的转子绕组短路故障特征分析,可应用到核电多相环形无刷励磁机转子绕组短路故障诊断的进一步研究中。     

TFW系列无刷三相同步发电机

由福建闽东电机制造何限公司生产的TFW系列无刷三相同步发电机采用先进技术，省去了传统的滑环、电刷装置，其励磁机与主轴并成一体，励磁机采用枢转式，主机采用场转式，实现了无刷励磁，从而避免了因电刷和滑环磨损后接触不良而导致的故障，提高了发电机的可靠性。     

谐波电流的提取方法比较

利用瞬时无功功率理论(pq理论)计算谐波电流的方法广泛应用于有源电力滤波器的补偿信 号检测。文中对dq变换得到的id，iq与三相电路电流、电压的各次谐波的正、负、零序 分量的关系作了分析，对pq计算谐波电流的方法及dq变换计算电流的方法作了比较，并给出 了在Simulink中的仿真波形。从分析和仿真结果可见，pq方法不适合于谐波电流的检测，而 dq方法在电压有畸变等场合都可以很好地计算电流中的谐波分量。     

基于Labwindows/CVI的发电机励磁系统故障诊断

发电机励磁系统功率单元故障将严重影响发电机的稳定运行,快速准确地发现、排除故障显得非常重要。利用软件MATLAB/Simulink对功率单元故障进行了仿真分析,通过得到的仿真结果得出了三相输入电流波形和峰峰值变化判断故障的诊断方法。据此在虚拟仪器的软件平台Labwindows/CVI上开发了发电机励磁系统功率单元的故障诊断系统。试验结果表明该诊断系统能够准确判断出具体的哪个晶闸管发生故障,给出正确诊断。     

大容量汽轮发电机用滑环电刷接触稳定性的探讨

大容量汽轮发电机的滑环因圆周速度高,对电刷与滑环的稳定接触不利,并联电刷间的电流分布就难以均匀,在极端情况下,甚至会造成事故。本文介绍电流分布的测量、计算及评价其优劣的方法。文中列出几种国内外滑环电刷静、动态特性的测试结果,并作了分析,又结合部分运行经验,提出了大容量高速滑环电刷必须选用弹性模量小、假比重低、开孔率大、并具有中等磨光作用的天然石墨类电刷。然而电刷运行的可靠性不仅决定干电刷性能,还依赖于合理的电机设计和正确的运行维护。因此,最终还得通过现场运行来评定电刷的适用性。     

三相不接地系统桥式固态限流器的故障诊断方法

提出一套基于离散傅里叶变换的桥式固态限流器桥路故障诊断方案。针对不同桥臂的元件故障,选择直流侧电感电流和续流二极管电流作为检测点,对检测点波形进行综合比较分析,实现了对桥路故障类型的诊断和故障桥臂定位。通过将检测点的波形从时域变换到频域进行波形特征分析,突出故障特征,简化判据,有利于计算机自动识别与诊断。仿真结果表明,该方案检测量小且包含了完整的故障信息,各次谐波分量的幅值可以确定故障类型,基波相角可以定位故障桥臂,故障诊断和定位快速准确。     

基于负载特性曲线偏移实现转子匝间短路故障诊断的方法

利用励磁电流增幅计算励磁电流是实现汽轮发电机转子匝间短路故障诊断的典型方法,然而传统励磁电流计算方法的精确性往往无法满足诊断的精度要求。本文通过分析转子匝间短路的形成原因和对励磁电流的影响,比较各种励磁电流计算方法的特点和差异,提出了一种基于负载特性曲线偏移的汽轮发电机转子匝间短路故障诊断方法。该方法通过测量发电机运行电气量,采用ASA相量法计算负载情况下的励磁电流,根据测量的励磁电流对空载特性曲线进行修正,并采用禁忌搜索算法计算运行工作点,拟合得到偏移负载特性曲线。采用偏移负载特性曲线分别对正常工作和转子匝间短路故障的发电机进行励磁电流二次计算,将得到的励磁电流计算结果与实际值进行比较。以一台600MW汽轮发电机为实例进行试验,结果发现,在非匝间短路故障时,其励磁电流计算结果与实际值基本一致,匝间短路故障时故障特征明显,从而验证了该方法的正确性。     

一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法

为了提高配电网单相接地故障选线方法的精度和鲁棒性,重点分析了谐波小波的表达式及谐波小波变换算法,在这基础上提出了一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法。该方法首先在线路出口处并联谐振滤波装置,改变线路出口处的特征阻抗,然后将采样到的故障信号运用谐波小波变换算法完成对暂态电流特征频带内电流成分提取,最后通过比较特征频带内暂态电流能量幅值及能量衰减系数实现故障选线、选相。仿真实验表明该方法选线精度高而可靠,具有较高的工程应用价值。     

基于虚拟仪器的发电机励磁系统故障诊断

发电机励磁系统功率单元故障将严重影响发电机的稳定运行,快速准确发现、排除故障显得非常必要。本文在分析发电机励磁系统功率单元工作原理和特点的基础上,对其故障进行了分类,提出了一种改进的模式识别诊断方法,并据此开发出了基于虚拟仪器的发电机励磁系统功率单元的故障诊断系统。测试表明该诊断系统能够准确地判断出具体的那个晶闸管发生故障,给出正确诊断。     

利用希尔伯特边际谱鉴别变压器励磁涌流

根据励磁涌流中有很大成分的高次谐波和非周期分量,而故障电流基本保持基频正弦波的特点,研究了一种利用希尔伯特边际谱来辨别变压器励磁涌流和故障电流的新方法。该方法利用希尔伯特黄变换对电流信号按频率分离,对额定频率段的希尔伯特边际谱幅值进行积分,根据积分值与整定值关系可鉴别信号电流。经PSCAD/EMTDC和MATLAB仿真软件对大量样本的仿真验证,该方法能精确地实现变压器励磁涌流与故障电流的可靠区分。