干式空心并联电抗器绕组匝间绝缘故障特征分析

本文通过有限元软件建立仿真分析模型,研究干式空心并联电抗器绕组匝间绝缘故障的物理特征,探寻便于故障监测的敏感状态量。首先在有限元仿真软件中建立基于实际电抗器的“场-路”耦合模型并验证正确性,之后在其绕组不同层、不同高度位置设置匝间绝缘故障,研究回路总电流、等效阻抗、有功功率损耗等电气特征量随故障位置的变化规律,并分析空间磁感应强度和绕组受力的变化情况。结果表明：所研究的电气特征量变化率随绕组单匝匝间短路位置的变化而变化,在径向上呈现从内层到外层增大的趋势,在最外层有所减小,在轴向上由绕组中部向端部逐渐减小。绕组单匝匝间短路状态下的空间磁感应强度和故障绕组受力明显增大,等效电阻、功率因数和有功功率损耗的变化率均在500%以上,变化显著且方便获取,可作为干式空心并联电抗器匝间绝缘故障的在线监测量。     

湿热老化对电抗器匝间过电压耐受特性的影响

在干式空心电抗器的服役过程当中,水分有可能会大量地侵入包封并造成包封内绝缘的严重湿热老化而发生电抗器事故。但是目前对电抗器湿热老化并最终导致起火故障的详细过程和机理没有进行深入研究。由于湿热老化材料耐击穿性能下降,匝间绝缘在过电压的作用下有可能被击穿形成永久的匝间短路通路而发生故障,文中探讨这种短路故障发生的可能性,研究匝间过电压对匝间绝缘的影响。首先分析电抗器端口可能出现的最大过电压,然后利用链形回路计算电抗器在运行过程中可能遭受的最大匝间过电压,最后利用只包含两匝线圈的简易电抗器模型研究匝间过电压造成匝间绝缘故障的风险;结果表明：虽然电抗器在遭受过电压冲击时匝间绝缘有可能承受较大的过电压,但即使匝间绝缘已老化严重,过电压也不易将匝间绝缘击穿造成短路故障。     

干式空心电抗器匝间过电压试验技术研究

干式空心电抗器匝间过电压试验已经被诸多标准所认可。为了保证标准实施,需要有满足标准要求的试验设备。笔者对这种干式空心电抗器匝间过电压试验设备进行了研制与试验研究,发现由于球隙在重复放电条件下自然放电电压下降,按照标准推荐的电路不能在电抗器上得到幅值稳定的脉冲振荡电压波形。采用可控放电球隙对电路进行改进解决了这一问题。对在不同位置模拟短路故障的电抗器匝间过电压试验结果证明研制的设备可以通过振荡电压波形对比来辨别匝间短路故障。研究结果表明:匝间过电压试验电路采用可控放电球隙是必要的,建议标准推荐。     

干式电抗器匝间绝缘状态监测技术综述

干式电抗器由于其参数稳定、损耗小的优点得到广泛应用。但随着干式电抗器的广泛应用,相关事故也随之频繁出现,其中最为常见的是匝间故障。本文首先简要总结了干式电抗器匝间故障产生的原因和机理,随后从不同的角度综述了近年来国内外干式电抗器匝间绝缘状态监测的研究现状,最后基于研究中存在的不足,对干式电抗器匝间绝缘状态监测技术的发展趋势进行了展望。     

干式空心电抗器匝间短路故障在线监测技术

首先分析了干式空心电抗器匝间短路故障模型,在此基础上提出一种基于功角变化的电抗器匝间绝缘故障在线监测方法,功角测量的精度是实现该方法的关键要素。通过比较快速傅里叶变换法、汉宁窗插值快速傅里叶变换法和汉宁窗插值改进基波相位分离法的误差,分析了频率波动和谐波干扰对功角测量的影响。此外,设计了一种由监测装置、干式空心电抗器智能电子设备(IED)和专家软件组成的电抗器匝间绝缘故障在线监测系统。实验结果表明,汉宁窗插值改进基波相位分离法优于快速傅里叶变换法和汉宁窗插值快速傅里叶变换法,且该监测系统可有效地检测出干式空心电抗器匝间短路故障。     

电抗器匝间过电压试验方法——脉冲电压法的分析

本文对用于电抗器特别是干式空心电抗器匝间过电压试验的脉冲电压法进行了介绍和分析，阐述了其基本原理、操作顺序和故障观测、辨别的方法。     

高压电机操作过电压及其匝间绝缘

以单导体架空线传播方式或单支路与地组成Ｌ／Ｋ－Ｃ链路方式，以及多导体多支路网络传输方式分析研究了高压电机多匝线圈定子绕组的操作过电压，匝间过电压，并推荐了合理选择匝间绝缘的方法。     

干式空心电抗器匝间短路故障特性的研究

本文中作者建立了电抗器匝间短路故障前后的场路耦合计算模型,仿真分析了电抗器匝间短路故障时电磁特性的变化规律,并进行了试验验证。     

干式空心电抗器匝间绝缘检测技术研究

文章介绍了干式空心电抗器的工作原理,分析了引起其匝间绝缘故障的原因,并设计了一种干式空心电抗器匝间绝缘故障现场检测系统.在云南某供电局项目的实际应用表明,该系统有效提高了干式空心电抗器匝间绝缘故障检测的技术水平。     

基于损耗因数的干式串联电抗器匝间绝缘状态监测技术

无功补偿成套装置中的串联电抗器采用固体绝缘结构,针对其运行中匝间短路故障频发且检测手段不足问题,提出了基于损耗因数的串联电抗器匝间绝缘监测技术.分析了串联电抗器发生匝间短路故障的原因,建立电抗器匝间短路等效电路,针对其故障特征研究了电抗器匝间短路监测的技术方案,并通过有限元仿真软件验证了所提方案的可行性和有效性.     

Analysis on Steady-State Electromagnetic Characteristics and Online Monitoring Method of Stator Inter-Turn Short Circuit of Turbo-Generator

The intent of this paper is to find out significant united electromechanical characteristics for online monitoring of stator interturn short circuit (SISC) faults. Different from other studies, this paper pays attention to neither the stator voltage and current, nor the winding inductance variation, but focuses on the faulty electromagnetic characteristics including the exciting current, the circulating current in the parallel branches (CCPB), and the electromagnetic torque (EMT). The simulation work is modeled for a QFSN-600-2YHG type turbo-generator and the experiment is taken on a MJF-30-6 fault-simulating generator to verify the theoretical analysis. The simulation result and the experiment data accord with the theoretical analysis and show that, as SISC occurs, second harmonics will be induced in the exciting current, first and third harmonics will be induced in the CCPB, and second and fourth harmonics will be produced in the EMT. Moreover, the corresponding time-domain waves will also fluctuate intensely, while the mean value of the exciting current and the EMT will be decreased. As SISC develops, the harmonic increment, the fluctuation intensity of the time waves, and the decreased rate of the mean value will be also increased. These united characteristics can be applied to the fault diagnosis and online monitoring on SISC fault.     

引起电抗器故障的操作过电压原因分析及解决方案

在高压真空断路器投切电抗器时,会产生操作过电压(截流过电压、多次重燃过电压、三相同时断开过电压),造成电抗器频繁损坏。通过对多起同类事故的现象及波形分析,阐明了操作过电压产生的机理及影响操作过电压的各种因素,并有针对性地提出了相应的解决方案。     

发电机转子绕组匝间短路的故障分析

转子绕组匝间短路故障会造成发电机励磁电流增大、输出无功功率减小、转子振动加剧等不良影响,如不及时处理会给机组的安全运行带来巨大威胁,而解决这一问题必须先解决发电机转子绕组匝间短路的故障分析.针对某型隐极式同步发电机,应用交流电机的多回路理论,建立了该型发电机转子绕组匝间短路故障时的数学模型,并计算了与模型有关的所有回路电感参数.通过仿真和试验结果的对比验证了该方法的有效性,可准确计算故障时的电流等电气量,为发电机转子绕组匝间短路时的故障分析奠定了基础.     

空心并联电抗器匝间短路故障电流及其过流保护系统

介绍了干式空心电抗器的结构、计算模型,给出了并联电抗器匝问短路后阻抗的变化.     

汽轮发电机转子短路故障时定子环流特性分析

转子绕组匝间短路是发电机常见的电气故障之一,为了对其进行有效监测和诊断,在分析发电机正常情况以及在转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路的环流特性的基础上,提出了一种基于环流特性的转子绕组匝间短路故障诊断方法。通过分析汽轮发电机在正常运行和转子绕组匝间短路故障时的气隙磁势、磁导、磁密,推导得到了发电机定子绕组各并联支路感应电动势瞬时值和电势差的瞬时值表达式。然后详细分析了转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路环流各次谐波成分与对应故障参数的变化关系,从而得到了定子绕组并联支路环流特性,故障将使环流频谱二倍频成分突出,环流值将随着转子绕组短路程度的加重而增大。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机正常及转子绕组匝间短路故障时环流信号,与理论分析结果基本符合。     

基于VMD的永磁同步电机初期匝间短路故障检测方法

在初期匝间短路故障检测中,故障特征频率的幅值很小,且易受到噪声信号的干扰,导致无法检测出故障信号。针对以上问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)与双对数频谱分析的永磁同步电机(PMSM)初期匝间短路故障检测方法。该方法利用VMD去除零序电压分量(ZSVC)中的噪声和相关谐波分量以突出故障特征分量。然后利用双对数频谱分析法对得到的信号进行频谱分析,通过检测频谱图中是否含有故障特征频率来判断电机匝间短路故障。通过仿真和实物试验验证了该故障检测方法的有效性。     

基于磁场变化的双馈异步风力发电机定子绕组匝间短路故障仿真分析

基于电机定子绕组发生匝间短路故障时阻抗参数的变化,根据匝间短路故障程度与定子阻抗参数之间的关系,基于有限元方法,提出了一种电机定子绕组匝间短路故障建模方法,该模型可以用于分析电机匝间短路故障研究。运用有限元分析软件对电机在正常运行和不同程度故障情况下的内部磁场进行了模拟,验证了运用有限元法进行电机内部故障仿真分析的可行性。     

永磁同步电机匝间短路故障温度场分析

匝间短路是一种常见的电机绕组故障,会导致定子绕组电流增大、电机局部过热,长期在这种环境下运行,温度升高使得电机性能下降,造成经济损失.该文以一台3kW永磁同步电机为例,研究匝间短路故障对永磁同步电机各部件温度的影响.基于电机参数建立三维等效热模型,绝缘材料被等效为绝缘层,将机壳沿轴向分段,根据风速在机壳表面施加不同边界...