核电汽轮发电机转子绕组匝间短路的定子环流特征

随着我国新一代核电技术的成熟,未来将有更多先进的核电站投入发电运营。核电机组普遍为半速汽轮发电机,与全速汽轮发电机的结构有所不同,发生转子绕组匝间短路故障时的特征也有一定的差异。本文针对转子绕组匝间短路故障的磁场特征进行了分析,将交流绕组电动势计算方法应用到转子绕组匝间短路故障这一特殊状态,将故障形成的1/2次谐波特征磁场看作主磁场,将定子绕组看作超短距绕组,得到了一对磁极下1/2次谐波电动势的表达式,进一步推导了双极绕组串联后的电动势表达式,建立了谐波电动势与谐波磁场的函数关系式。通过数值仿真研究了并联支路环流波形特征以及频率特征与短路程度的关联性,为并联支路环流法在半速汽轮发电机组上的应用提供了理论参考和数据支撑。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路时的电磁场分析

汽轮发电机发生转子绕组匝间短路时,其电磁特性和相关电气量会发生变化,基于这一特点,提出将有限元法用于汽轮发电机转子绕组匝间短路故障研究,并运用有限元程序对汽轮发电机正常情况及转子绕组匝间短路故障后磁场分布进行了仿真计算,通过分析比较故障前后磁场分布及气隙等效磁通密度分布,找出故障特征,为进一步分析转子绕组匝间短路故障机理奠定了基础。     

大型汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断

介绍了几种常用的转子匝间短路的故障诊断方法,阐述了重复脉冲法的试验方法及其原理,结合某电厂一台640 MW发电机转子匝间短路的诊断过程案例,探讨了重复脉冲法在早期匝间绝缘缺陷分析中的应用,对发电机安全稳定运行有重要意义。     

汽轮发电机定子绕组匝间短路保护的必要性

长期流传的“汽轮发电机定子绕组同相同槽的线棒数量很少”的说法纯属传。文中分析了汽轮发电机定子绕组槽内分布情况及发生故障情况的原因,指出大型汽轮发民机定子绕组同相同槽的数量将近５０％,据此推论得出：汽轮发电机应装设定子绕组匝间短路保护。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路问题的探讨

本文主要论述汽轮发电机转子绕组匝间短路问题及造成匝间短路的原因,还介绍几种检测匝间短路的方法:直流压降法、感应电势法、交流阻抗法以及动态检测法。同时提及了判断匝间短路的标准。     

同步发电机定子绕组匝间短路时转子动态电磁力计算

为准确地分析定子绕组匝间短路后同步发电机转子铁心电磁力的分布特点和变化规律,建立了同步发电机内部短路场路耦合模型,并结合麦克斯韦应力法,对一台1 400 MW半速汽轮发电机转子齿顶和齿壁动态电磁力进行了计算。经分析得到:在短路环电流的影响下,转子齿顶和齿壁局部电磁力突增,且最大电磁力集中在磁极两侧边缘处和槽口位置。随着短路匝数的增加,齿顶和齿壁局部电磁力的最大值小幅增加。该文为全面了解匝间短路对同步发电机的威胁和转子结构的优化设计提供了相应的理论依据。     

汽轮发电机转子绕组动态匝间短路的检测

本文详细介绍了汽轮发电机转子绕组动态匝间短路的特征、查找动态匝间短路的方法,以及在具体应用方面的实例。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路的检测方法

本文介绍了汽轮发电机转子绕组匝间短路检测的各种方法,论述了这些方法用于故障检测的原理和效果,比较了各种方法的优缺点.同时,首次将小波分析方法用于转子绕组匝间短路故障的检测,指出小波分析方法适用于动态非平稳故障信号的特征提取,适合于汽轮发电机转子绕组匝间短路实时的故障检测.     

1000MW汽轮发电机转子绕组匝间短路故障

对某电厂1000MW汽轮发电机在运行过程中发现转予的轴振动异常为例进行了分析.在结合运行记录和大修试验检测的相关数据分析后,认为转子存在早期匝间短路隐患.就大型汽轮发电机转子绕组匝间故障诊断方法及存在的问题进行了研究.     

汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断新判据

该文分析了发生转子绕组匝间短路时，汽轮发电机的电磁特性及导致的相关电气参量的变化，提出了在转子发生匝间短路故障时，励磁电流增加而无功输出量却相对减少的特征。根据确定的故障特征，找到一种利用故障前后励磁电流相对变化率作为识别故障的方法，从而建立了在线识别转子匝间短路故障的判据。该判据可以反映故障的严重程度，最后利用动态模拟试验机组进行了相关的实验，得到了与理论分析相吻合的结论。     

定子绕组匝间短路时发电机电磁转矩分析

对定子绕组匝间短路时发电机的电磁转矩特性进行了研究。分析了在考虑电机振动偏心下，定子绕组匝间短路后同步发电机的气隙磁场变化特征，然后得到内部故障发生前后电磁转矩的变化特征，特别是瞬时转矩中的脉冲转矩分量幅值和频率的变化特征。同时分析了故障后发电机转子励磁电流的故障特征。利用动模实验，实测了1台容量为7.5kV×A的同步发电机不同程度定子绕组匝间短路时的电磁转矩并对其进行了离散傅里叶变换频谱分析，实验分析结果与理论分析基本一致。该结果对于电机瞬时转矩的测量、计算和运行中动态电磁转矩波形的描述具有较高的参考价值。     

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。     

汽轮发电机转子绕组静态匝间短路的试验研究

测试汽轮发电机转子绕组匝间短路的方法,通常有转子绕组交流阻抗和损耗法,单开口变压器感应电势和相角差法以及双开口变压器感应法等。应用这些方法不难判断转子绕组有无匝间短路及其短路槽。但在未取护环前,如何确定短路点的轴向位置,还是一个尚未解决的课题。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路故障程度诊断方法

为了精确识别转子匝间短路的故障程度,保障机组经济、安全运行,基于改进熵权理论与灰色关联理论,采用不同故障程度下机电信号为故障样本,建立了转子绕组匝间短路故障程度诊断模型,并采用SDF-9型故障模拟机组进行了实验验证。该方法解决了利用单一特征识别偏差较大的问题,能够精确、有效识别转子绕组匝间短路的故障程度,以便合理安排转子绕组匝间短路故障状态下汽轮发电机组的运行和检修,方法简单且无需加装新传感器,能够为现场发电机的经济可靠运行提供指导性建议。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路判断与查找方法

本文就汽轮发电机转子绕组中匝间短路的各种测量方法作简要说明和分析,着重对交流阻抗及功率损耗法、开口变压器法作详细叙述。     

定子绕组匝间短路时发电机转子电磁转矩特性的有限元分析

以电磁场有限元分析软件Ansoft为仿真、计算工具,对定子绕组匝间短路故障下发电机电磁转矩的特性进行了分析研究。首先分析了有限元计算电磁转矩的边界求解条件和具体计算方法,然后利用 Ansoft软件建立了发电机正常情况及定子绕组匝间短路故障情况下的仿真模型,通过对其运行情况的仿真及数据的后续处理,得到定子绕组匝间短路故障下发电机磁力线分布的变化特征以及匝间短路故障程度对电磁转矩变化的影响。最后分析SDF-9型故障模拟发电机在正常及不同程度匝间短路故障下电磁转矩的变化特征,实验分析结果与理论分析结果基本一致。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路在线检测方法的研究

提出了汽轮发电机转子绕组匝间短路在线检测的一种新方法。这种方法是在探测线圈法的基础上，把小波变换用于突变信号的检测，对定、转子气隙中探测线圈上感应电势信号的故障特征进行提取，以实现对发电机转子绕组匝间短路故障的检测及故障点的定位。实例表明，该方法适用于故障信号的特征提取，适合于发电机转子绕组匝间短路故障的在线检测。     

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.     

定子匝间短路对发电机并联支路环流特性的影响

分析了汽轮发电机定子匝间短路故障下的并联支路环流特性,以及故障参数发展对环流特性的影响。对故障时的气隙磁密进行了推导,得到两条并联支路电势差表达式,分3种情况对并联支路的环流特性进行了分析。分析了短路程度加剧、两条支路有效匝数差增大、励磁电流增大等故障参数发展对环流特性的影响。实测了SDF-9型故障模拟发电机在3种不同匝间短路情况下的环流信号,实验结果与理论分析基本吻合。研究表明,当单条支路短路或两条支路不对称短路时,并联支路内部将产生基波与三次谐波环流,且环流数值将随短路不对称程度加剧或励磁电流增大而增大;当两条支路对称短路时,并联支路内部不产生环流,且不论短路如何发展、励磁电流如何增大,环流数值不变。