感应脉冲电压下电机绕组局部放电近场测量技术及应用

为了检测和诊断旋转电机成型绕组内部的绝缘缺陷,尤其是匝间缺陷,文中提出一种外部感应脉冲电压下局部放电测量的方法。首先基于阻抗谱分析方法对一种典型的电机绕组进行了宽频等效建模,进而结合传输线理论推导出该电机绕组主绝缘或匝绝缘中发生局部放电后,脉冲信号沿绕组传播的特性。详细阐述并论证了只有采取近场测量的方式,才可能在感应脉冲电压下捕捉相对完整的局部放电信号。同时,为基于近场电磁感应原理研制合适的新型高频电流传感器提供了设计依据。最后,介绍了基于感应脉冲电压法局部放电测量系统的整体设计与典型电机的测试案例。     

高压电机定子线棒端部沿面电位梯度分布的非接触式测量方法

基于高压电机用碳化硅防晕层材料场致(或电致)发光特性设计了一种线棒端部沿面电位梯度(或切向电场)分布的非接触式测量装置。首先在高压交流电压下应用光电倍增管测量了校正线棒的电致发光特性,得到了典型碳化硅防晕层的电致发光强度与施加电压梯度的拟合关系曲线。然后应用该测量方法获得了试验线棒端部电致发光分布特性,进一步分析得到试验线棒端部沿面的电位梯度分布规律。同时,研究了试验中线棒表面温升与电致发光强度的关系。结果表明:电压梯度最大值分布在线棒端部中低阻叠加部分之后的中阻区域,而高阻区域的电位梯度很小,电致发光强度弱而测量相对困难。试验测量中线棒表面温升高的部位,电致发光强度也大。     

高压变频电机绕组端部防晕结构温升分布特性的研究

本文针对高压变频电机定子绕组端部防晕结构的高温升问题，建立了基于18kV变频电机绕组端部防晕结构的有限元电热耦合分析模型，仿真计算了多电平电压下防晕结构的电场与热场分布特性，研究了低阻防晕层电导率对热场分布的影响。仿真结果表明，多电平电压下槽口低阻防晕层会随着重复脉冲上升沿和下降沿而产生显著的电位提升和损耗增加，导致槽口低阻防晕层的温升高于高阻防晕层，而随着低阻防晕层电导率的增加，低阻防晕层的损耗和温升呈下降趋势。     

温度对高压电机用防晕材料非线性电阻特性的影响

为研究温度对不同防晕材料非线性电阻特性的影响规律,提出并应用预置低阻带作为电极的测量方法,测试4种防晕材料在不同温度下的非线性伏安特性,同时采用函数拟合方法研究了温度对不同防晕材料非线性电阻特性的影响程度,进一步通过仿真研究对比额定相电压和耐压试验电压下及不同温度下的24 kV水轮发电机定子绕组端部防晕结构沿面电场的分布差异.结果表明:4种防晕材料的非线性伏安特性与表面电阻率均表现出明显的温度依赖性,初始表面电阻率和非线性系数均随温度的升高呈减小的趋势;不同温度下24 kV水轮发电机防晕结构的沿面电场分布差异较小.     

永磁直驱风力发电机定子绕组电压分布仿真计算与测试

变频器产生的高频重复激励脉冲会在电机定子绕组上产生不均匀且高幅值的过电压,从而加速电机绝缘系统老化甚至产生故障。本文基于暂态分析软件PSCAD/EMTDC,建立了2.5 MW永磁直驱发电机的三相定子绕组等效电路模型,并应用有限元方法计算了对应等效电路的分布参数。同时为了验证仿真计算结果的有效性,搭建了实验测试平台。结果表明：在三相脉宽调制脉冲电压的作用下,该永磁直驱风力发电机的定子绕组对地、线圈间以及匝间的过电压幅值沿电机接线端子到绕组中性点均呈现减小的趋势。实验测试结果进一步验证了三相定子绕组等效电路模型的准确性。