大型发电机转子电压二次回路设计

为了确保大型发电机转子回路及相连二次设备的绝缘安全,总结了当前转子电压二次回路设计的现状,并结合工程实际和相关设计规程,考虑转子绕组回路可能出现的过电压,给出了转子电压二次回路的推荐设计方案,转子电压经分压器转接或变送器隔离引出,供故障录波器和失磁保护接入,而转子接地保护则就地安装。通过在某700MW水电机组上的应用实践证明,采用推荐方案既可满足保护和故障录波器等二次设备的要求,又兼顾了一次系统的安全,且节省了投资,具有实用价值。     

JZJ—21型转子一点接地保护与回路绝缘检查

沙岭子电厂300MW汽轮发电机转子回路装有JZJ—21和JZJ—31转子一点、两点接地保护及转子回路绝缘检查装置.JZJ—21型附加直流原理的转子一点接地保护的动作原理是:为了提高转子一点接地时的灵敏度,保护附加一个直流电源.当发生一点接地时,保护回路不仅有励磁电压产生的电流,而且由接地点接通附加直流电源,产生附加直流电流使保护动作.这样即使在发电机转子绕组的端部或励磁引线上发生接地,保护仍有足够高的灵敏度.其原理图见图1中间变压器5YH的一次线圈W_1接100V交流电源,二次线圈W_2电压经整流、滤波、稳压成22V、18V、OV、-l.5V四级电压,作为逻辑电源.二次线圈W_3电压经整流、滤波,作为附加电源.转子发生一点接地时”的等值图如图2.其灵敏度曲线R_KL=f(X)如图3.     

发电机转子接地故障诊断一例

正常状态下,发电机转子绕组的试验项目主要是测量转子绕组的直流电阻、绝缘电阻及交流耐压等.而在接地故障状态下,由于转子已在膛内,需进行较准确的定位检查试验.本文结合故障一例,介绍了诊断故障的试验方法.发电机转子常见的故障是一点接地故障,是指绕组回路某一点或者某一部分失去绝缘性能,即绕组导电部分与转轴间的绝缘电阻达到零值或保持低电阻接触.正常运行状态下,发电机转子绕组对地之间有一定的绝缘电阻与分布电容,其绝缘电阻一般大于1 MΩ.发生一点接地后由于此时未形成电流回路,对发电机运行尚无直接影响,但是,如在励磁回路中出现第2个接地点时,将形成二点接地故障,严重危害发电机的安全运行.因此,国内发电机保护一般都装设转子一点接地发信号,转子二点接地保护动作于跳闸.发电机转子一点接地后应尽量转移负荷,安排停机检修.     

发电机励磁回路负端接地原因分析

通过对某电厂机组运行过程中转子一点接地保护报警报文的分析,对发电机转子接地保护试验和励磁回路的绝缘检查,找出了二次电缆绝缘受损是造成励磁回路负极接地的原因,经绝缘修复处理,消除了机组运行安全隐患。     

单端注入式转子接地保护在无刷励磁发电机中的适用

无刷励磁发电机只在励端装有一个测量电刷,固定引出转子绕组的负端,无法应用乒乓式转子接地保护,为此本文提出采用单端注入方波电压式原理构成转子一点接地保护.介绍单端注入方波电压式转子一点接地保护原理、接地电阻计算方法和保护动作判据,采用Matlab/Simulink软件构建转子绕组一点接地故障仿真模型.仿真试验结果表明,该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.     

电阻分压式转子接地保护改进算法

对转子电压采用电阻分压方式,将分压后的电压引入保护装置,参与转子接地运算。针对目前常见的乒乓式与低频电源注入式2种接地保护,从接地电阻及接地位置2个方面对保护测量的影响进行理论分析,并提出相应的改进方案。以三峡ALSTOM机组为例,在PSCAD/EMTDC建立仿真模型,仿真数据结果表明,采用电阻分压式转子接地保护能准确计算接地电阻阻值及接地位置,避免较高电压直接接入保护屏,同时利用对不同抽取电阻的切换,能正确定位接地点是在励磁回路上还是在测量回路引线电缆上。     

发电机转子绕组接地保护综述

通过对具有不同原理的发电机转子一点接地保护的分析和比较,阐述了切换采样式保护和叠加方波电压式保护的优越性,指出它们分别代表非注入式和注入式转子一点接地保护的发展方向。从原理上来说,叠加方波电压式保护是最完备的一种转子一点接地保护。     

EX2100型发电机转子接地检测系统探讨

重点介绍了EX2100型励磁回路接地检测器的系统构成、工作原理,并与常规的发电机转子非注入式接地保护进行比较;总结了叠加低频方波电压注入式的转子接地保护的特点;给出了若干建议。     

1000 MW发电机变压器组保护配置探讨

某电厂1 000 MW机组主变压器采用三台单相变压器,变压器纵差保护在接地故障发生时灵敏度偏低;常规的基波零序电压和三次谐波电压式定子接地保护,其三次谐波含量受发电机运行状态影响,不能满足在发电机运转前先投入定子接地保护的要求。应用短路电流计算结果和发电机变压器回路的对地电容值,通过整定变压器零序差动保护,选择与注入式定子接地保护相配合的发电机中性点接地电阻,分析了零序差动保护和注入式定子接地保护在设计中应该注意的问题。提出了主变压器增加零序差动保护、定子接地采用基波零序电压和三次谐波电压式与注入式两套不     

1000 MW发电机变压器组保护配置探讨

某电厂1 000 MW机组主变压器采用三台单相变压器,变压器纵差保护在接地故障发生时灵敏度偏低;常规的基波零序电压和三次谐波电压式定子接地保护,其三次谐波含量受发电机运行状态影响,不能满足在发电机运转前先投入定子接地保护的要求.应用短路电流计算结果和发电机变压器回路的对地电容值,通过整定变压器零序差动保护,选择与注入式定子接地保护相配合的发电机中性点接地电阻,分析了零序差动保护和注入式定子接地保护在设计中应该注意的问题.提出了主变压器增加零序差动保护、定子接地采用基波零序电压和三次谐波电压式与注入式两套不同原理保护的方案.     

平均分割法与木锤敲击法在查找发电机转子直流电阻超标故障中的应用

汽轮发电机转子绕组因在运行中受到电场力、热力、机械力等应力的综合作用,出现故障的机率比较多,但大多为匝间绝缘故障、接地故障、导电杆漏氢等。而转子绕组发生各线圈连接桥开焊故障极为少见。文章通过对大唐某发电厂2号发电机在大修中发现转子绕组两处线圈开焊缺陷及处理过程的阐述,介绍了这类缺陷的分析和处理经验。     

基于小波变换的发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法

分析了发电机转子绕组匝间短路故障的机理,以及小波分析方法用于该故障的检测原理,将小波变换应用于突变信号的检测,提取其故障特征,以实现对转子绕组匝间短路故障的检测及故障点的定位。仿真结果表明,小波分析方法适用于转子绕组匝间短路故障的在线检测。     

低压穿越工况对大型DFIG绕组绝缘老化的影响*

为了研究低压穿越对1.5 MW双馈感应式风力发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)绝缘老化的影响和使绕组绝缘性能降低的因素,文章对电老化、热老化和机械应力老化模型进行分析。综合PSCAD和Ansoft仿真得到的低压穿越过程中电流、电压、转速等物理量的变化,以及不同低穿程度下发电机铁耗和铜耗反映出的铁芯和绕组的生热情况,利用老化模型判断低压穿越对绕组的绝缘性能产生的影响,进而分析其对匝间短路的影响。分析结果表明,低压穿越会对绕组绝缘性能产生恶劣影响,极有可能造成发电机匝间短路故障或者使故障恶化。     

基于小波变换的发电机转子绕组匝间短路故障在线检测方法

分析了发电机转子绕组匝间短路故障的机理，以及小波分析方法用于该故障的检测原理，将小波变换应用于突变信号的检测，提取其故障特征，以实现对转子绕组匝间短路故障的检测及故障点的定位。仿真结果表明，小波分析方法适用于转子绕组匝间短路故障的在线检测。     

基于Crowbar保护控制的交流励磁风电系统运行分析

随着越来越多的交流励磁风力发电机接入电网运行,新的电网运行规则要求发电机在电网电压跌落时仍能保持不间断运行.为保护转子励磁电源和发电机,常采用Crowbar保护电路来限制电压跌落时转子回路的最大电流.文中通过仿真详细研究了电网故障时交流励磁风电系统的运行行为,就电压跌落程度及旁路电阻取值对Crowbar保护控制的影响以及采用Crowbar电路的系统运行特点进行了讨论分析.仿真结果验证了Crowbar电路的有效性,该方法可实现故障时交流励磁风力发电机不间断运行.     

关于发电机转子接地保护几个问题的探讨

分析了轴电压吸收回路以及接地碳刷与大轴间接触电阻对发电机转子接地保护的影响,并分别提出了相应的对策和注意事项。可通过延长电子开关切换周期或方波电源周期消除轴电压吸收回路的影响,应保持接地碳刷与转子大轴间接触良好。探讨了旋转励磁机组转子接地保护的构成方式,建议采用定期检测方式。     

基于双端直流注入切换采样原理的发电机转子接地保护

为提高发电机转子接地保护的可靠性,降低保护装置成本,提出了一种基于双端直流注入切换采样原理的改进转子接地保护方案。该方案在计算转子接地电阻时取消了转子电压保持不变的假定条件。利用转子直流漏电流等电气量信息进行转子接地保护回路异常的判别,并针对转子回路过电压问题给出了几种工程解决方案。试验结果表明,基于双端直流注入切换采样原理的改进转子接地保护可靠性高、动态测量性能好。     

在线检测汽轮发电机转子匝间短路故障方法研究

摘要： 通过对汽轮发电机转子匝间短路故障的机理分析，特别是对其电磁特性分析，确立了匝间短路故障严重程度和有效磁场损失之间的定性对应关系。在考虑磁场饱和的条件下，建立了转子匝间短路故障诊断数学模型，通过计算有效磁场损失导致的发电机电气参数变化，特别是对无功输出的影响，建立在线识别转子匝间短路故障的判据，并采用现场匝间短路故障记录数据加以验证。     

汽轮发电机碳刷故障引起轴电流报警原因分析和应急处理

某核电厂3号汽轮发电机在大修幵网后出现轴电流高一段报警,其时间段与转子接地保护举刷时间吻合。检查发现发电机转子接地保护大轴碳刷在举刷状态下存在接地故障,引起8号瓦大轴处出现第2个接地点,轴电压形成环流导致轴电流报警。因在运行中无法更换大轴碳刷,采用了断开其电源线和信号线,使其不再举刷从而消除故障点的临时应急处理措施;通过将接地保护继电器连接至大轴碳刷的引线直接接地来维持信号极成转子接地保护回路,成功消除了报警,转子接地保护和发电机轴电流监测装置工作正常。经设备大修解体检查大轴碳刷,发现信号引线在碳刷内部破皮,直接接触到碳刷本体,引起接地故障,导致了轴电流报警。经实践证明,可增加在举刷状态及引线晃动状态下的绝缘测量项目,有效地避克这类故障的发生,对类似发电机监测装置故障有较好的借鉴作用。