大容量发电机中性点接地方式的研究

目前对大容量发电机中性点接地方式有两种不同观点,即中性点经配电变高阻接地和经消弧线圈谐振接地。本文从有利于构成性能良好的发电机定子绕组单相接地保护的观点出发,对两种接地方式下发电机基波零序电压保护和三次谐波零序电压保护的灵敏度进行了分析,分析表明发电机中性点谐振接地的方式有利于提高发电机定子接地零序电压保护的灵敏度。     

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.     

俄罗斯800 MW机组定子接地后备保护分析

绥中发电厂引进俄罗斯800MW发电机组，定子接地后备保护装置主要由基波零序电压保护的3次谐波电压保护组成。3次谐波组件以发电机出线端3次谐波电压Us3对时间的导数dus3/dt＞0为启动条件，以发电机定子接地故障后与故障前的3次谐波电压比us3′／us3＞1．25作为测量机构动作判据，保护延时动作于停机。通过分析表明，该装置的3次谐波组件保护发电机靠中性点侧0－40％的定子接地故障，原理简单、新颖，不一次设备接线方式的限制，性能也较好，适合作为大型发电机定子接地后备保护，也可为只配备零序电压保护的发电机增设3次谐波保护之用。     

提高利用三次谐波电压的定子接地保护灵敏度的研究

一、问题的提出在单元制接线的发电机中,利用基波零序电压和三次谐波电压构成的发电机定子绕组一点接地保护装置,国内通常称为双频式定子一点接地保护装置。国内制成的装置,三次谐波部分都是按比较中性点对地三次谐波电压u_n和机端对地三次谐波电压u_s的绝对值的原理构成,用以保护定子绕组由中性点到中部约30％(小于50％)的区域,与基波零序电压部分一起,保护定子绕组的全部,即保护区为100％。     

故障分量发电机定子单相接地保护应用研究

简要分析了发电机发生定子单相接地故障后,机端和中性点侧零序电压变化的特性,并对基波和3次谐波电压原理的发电机定子接地保护方案的灵敏度进行比较.研究表明,发电机绕组中部接地时电压增量相对较小,不利于保护灵敏度的提高.在此基础上,提出改进的利用基波和3次谐波零序电压综合信息量的差动保护判据.该判据忽略基波零序电压增量的影响,减少了调试和整定环节,能有效提高保护灵敏度.理论分析以及实验研究均表明其优越性.     

基于相角差的发电机定子接地保护方向元件

分析了发电机发生内外部单相接地故障后,机端和中性点侧3次谐波电压、基波零序电压和零序电流之间相角的变化关系。在此基础上,提出基于相角判别的新型发电机定子接地保护方向元件。该方向元件由2部分组成:对距中性点50%以内的定子绕组故障,利用机端和中性点两侧故障分量3次谐波电压的相角值相等且为负值的特点构成;对50%以上范围的定子绕组故障,由于零序故障电压和电流均相对较大,采用零序电压和零序电流相位的关系来识别故障方向。该方向元件构成原理简单,可以与目前现场应用的各种单相接地保护方案配合使用,具有较强的工程应用前景。     

新型发电机100%定子单相接地保护方案

提出了基于B样条半正交小波的新型发电机定子单相接地保护方案。通过直接对机端和中性点两侧的测量电压进行小波变换，无需对测量电压中基波零序和三次谐波零序电压进行算法分离，利用其合成量的小波分析结果，可靠识别出发电机定子接地故障。由于综合利用了故障电压的突变奇异性，新方案能保护100%范围的定子绕组，灵敏度也大大提高。仿真研究和动模试验均表明，该方案在各种运行方式（包括强励）下均能取得很好的保护性能。     

大型汽轮发电机3次谐波电压定子接地保护方案的研究与改进

基于一台300 MW汽轮发电机的参数,对常用的3种3次谐波电压定子接地保护方案进行灵敏度对比分析。分析结果表明大型汽轮发电机采用接地变压器接地方式时,现有的3次谐波电压定子接地保护在定子绕组中部的灵敏度仍然不足。考虑现有3次谐波电压定子接地保护存在误动较多的问题,分析了导致发电机机端、中性点3次谐波电压变化的原因。在此基础上,提出一种改进型3次谐波电压变化量差动原理定子接地保护方案。该方案对机端3次谐波电压变化量进行校正后与中性点3次谐波电压变化量构成差动判据,可有效区分定子接地故障与发电机3次谐波电压的正常波动。该方案还根据高压侧3次谐波电压的变化量增加了浮动的保护启动门槛,避免因高压侧3次谐波电压变化而导致的误动。仿真结果表明所提方案理论正确,灵敏度较高,受机组运行变化状态的影响小。     

200MW汽轮发电机定子接地试验及接地保护改进

运行中的汽轮发电机定子接地是较常见的故障。采用双频式100％的定子接地保护更是发电机组的重要保护之一。针对靖远电厂发电机中性点的接地方式,阐述了三次谐波原理的定子接地保护在中性点经配电变高阻接地的发电机上应用存在的问题,对国产QFQS—200—2型汽轮发电机单相接地电容电流及各种运行工况下三次谐波电压分布进行实际测量,并对JDJ—31型接地保护进行改进。     

Estimating Effect of System Harmonics on Losses and Temperature Rise of Squirrel-Cage Motors

With increasing application of static converter power supplies the magnitude of harmonic voltages to which other motors connected to the power system will be exposed must be considered. The additional losses and heating that will occur in these motors may require derating. A simplified expression defined as the harmonic voltage factor (HVF) for estimating the effect of harmonic voltages on polyphase squirrel-cage motors is developed.     

AC/DC变换器的谐波分析简化方法

以6脉波AC/DC变换器为例,采用调制理论法对其进行了谐波分析,针对变换器输入电压以及开关函数,分别对它们进行了序量分解以及序特性分析,并在此基础上利用三相序量乘积特性对变换器的谐波计算进行了有效简化。利用简化方法对变换器直流侧电压以及交流侧电流进行了谐波分析,并且与仿真结果进行比较,分析情况包括:电压无畸变、输入电压不平衡、电压畸变以及开关函数不平衡。结果表明当存在电压谐波畸变时会根据畸变次数不同产生不同次谐波电流,而当系统出现电源不对称或者开关不对称情况时,都会在其交流侧产生3、9、15等次谐波。该方法适用的范围广,简单易行,可推广到12脉波或更高脉波变换器中,但是对单相电路并不适用。     

电网谐波电压对同步调相机转子损耗的影响

高压直流输电系统单极大地回线运行会使得附近变压器产生直流偏磁现象,增加变压器副边电压的谐波含量。当变压器与为换流站提供无功支撑的同步调相机连接时,谐波电压会影响同步调相机的转子损耗。本文针对不同谐波电压下,同步调相机转子损耗的变化展开研究。采用时步有限元法计算了同步调相机空载、进相以及迟相运行条件下,谐波电压对转子铁心和槽楔损耗的影响,对比分析了转子各部分损耗大小随电压谐波次数的变化规律。研究结果为同步调相机的安全可靠运行提供了理论基础。     

Experiences in the investigation of harmonic penetrations: case studies

This paper discusses experiences in the analysis of harmonic penetrations. The discussion includes the following considerations: (1) a small linear load bus without a harmonic source is more likely to render the voltage distortion therein the most severe; (2) the variation of linear loads at the harmonic source bus will lead to a change in harmonic voltages around the system; (3) multiple harmonic sources may decrease the impact of voltage distortions; (4) there exists an optimal compensation to reduce harmonics for one special load pattern and network configuration; improper compensation will result in severe voltage distortions; and (5) an improper estimation of shunt admittance at the swing bus will render an insignificant harmonic power flow solution. Linear algebra is used to provide a mathematical background for interpreting the above phenomena. Two power systems are used to serve as samples to illustrate the numerical results.     

谐波对电力设备的影响

在电力系统中,谐波源产生的谐波对电网本身的安全可靠运行造成严重威胁。介绍了谐波原理;给出了公用电网谐波电压（相电压）限值和注入公共连接点的谐波电流允许值;分析了公用电网中谐波电流和谐波电压对用电设备和电网本身的危害;阐述了抑制和治理谐波的几种方法。     

非正弦供电十五相感应电机谐波电压确定

通过确定非正弦供电十五相感应电机的3次谐波注入电压,为电机PWM调制提供理论依据。把注入3次谐波电压的十五相感应电机气隙磁动势峰值下降幅度最大作为电机理想运行准则,得到基波磁动势与3次谐波磁动势之间空间位置关系与磁动势幅值间数值关系。以十五相感应电机基波等值电路与3次谐波等值电路为基础并从相应的激磁电流出发,计算基波电压与3次谐波电压有效值,求出3次谐波负幅值点与基波正幅值点间相位差,并通过电机空载实验对计算方法的准确性进行了验证。在额定基波电压下,计算了对应于不同给定转差率的基波激磁电流与3次谐波激磁电流,进而得到3次谐波电压有效值及磁动势波形间相位差,最终通过线性插值来获得任意转差率下的3次谐波电压。     

有源逆变器的改进非对称脉宽调制策略

为了降低大功率有源逆变系统中器件的等效开关频率,减少开关损耗,同时抑制直流侧电压波动时逆变器输出电压包含的寄生谐波,采用基于特定谐波消去法(SHEPWM)的非对称脉宽调制策略(optimal partly unsym-metrical switching angle,OPUS)和改进开关函数法,实现了逆变器的低频化和抑制寄生谐波。研究结果表明,在直流侧电压产生幅值为直流电压15%的2倍频波动时,改进的OPUS控制策略消除了输出线电压中的3、7次非受控谐波,并使得受控的基波和5次谐波电压的幅值和相位达到设定值。该仿真结果证明了结合改进开关函数法的OPUS能够应用在大功率有源逆变系统中,并且能够改善逆变器在直流侧电压小幅波动情况下的输出电压性能。     

背景谐波电压对混合型有源滤波器的影响及对策

结合已有的工程经验,分别从整个混合滤波系统和有源部分的电压型逆变装置2个层面开展谐波电压对并联混合型有源滤波器影响的分析,得出谐波电压可能导致系统谐振以及直流侧电压抬升的结论。在此基础上,提出在开始设计混合滤波系统参数时就考虑相关参数的配合以避免与系统发生谐振并尽可能降低有源部分谐波分压,同时对直流侧电压采取合适的控制策略或设置有效的泄放回路以防止其飙升等方法来有效消除谐波电压对装置性能的影响,最后通过仿真实验进行了验证。     

基于电压注入的高速永磁电机谐波电流抑制方法

针对高速永磁同步电机在运行过程中相电流谐波含量高这一问题,提出了一种基于电压注入的高速永磁同步电机谐波抑制方法。在考虑存在谐波电流的前提下建立了高速永磁电机数学模型,采用闭环谐波电流检测方法,提取5次和7次谐波电流,根据电机谐波数学模型计算谐波电压补偿量,在传统的双闭环系统上设计增加了谐波电流反馈环和谐波电压补偿环,通过注入谐波电压的方式来抑制高速永磁电机运行时相电流中的谐波分量。仿真和实验结果表明,基于电压注入的高速永磁同步电机谐波电流抑制方法可以有效抑制电机相电流中的谐波,验证了该方法的有效性。该方法易于实现,适应性强。     

模块化多电平换流器子模块电容电压波动与内部环流分析

为了分析模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块电容电压波动和内部环流的基本成分,以开关函数为出发点,对电容电压波动和环流进行了数学分析。分析结果表明:基频波动和2倍频波动是电容电压波动的基本成分,并得出其解析表达式;内部环流仅包含偶次谐波成分,且以2次谐波环流为主,并给出其幅值的解析表达式。针对环流对MMC运行的影响,分析了MMC交流侧相电压中的谐波成分,结果表明环流导致MMC输出相电压中的奇次谐波含量增大,尤以3次谐波最为明显,且给出了3次谐波幅值的计算表达式。仿真结果表明上述理论分析是准确的,为子模块电容值和桥臂电感的选取提供了理论基础。