变压器匝间短路分析及研究

绕组匝间短路是电力变压器内部故障的主要形式。本文在对变压器匝间短路进行理论分析的基础上,运用MATLAB对变压器匝间短路状态进行仿真,阐述其故障特征。     

变压器差动保护误动及防范对策

差动保护主要是保护变压器绕组内部和引出线上发生的多相短路故障,以及变压器单相匝间短路和接地短路故障。实际运行中,变压器差动保护在非故障情况下可能发生误动。本文通过对主变压器的差动保护原理进行阐述,分析了可能引起差动保护继电器误动作的原因,并提出了切实可行的防范措施。     

用电压降法定位汽轮发电机转子匝间短路

随着机组容量的增加和经常性的调峰,转子匝间短路故障已经成为大型发电机常见的故障之一。本文介绍了隐极式同步发电机转子绕组匝间短路的电压降诊断法,通过测量各个线圈的电压分布,及时发现转子绕组早期匝间短路,定位故障线圈,防止事故的发生,同时电压降法可以提高定位的精确度,大大减少检修工作量,节约检修成本。     

发电机定子接地保护的分析

发电机定子绕组单相接地故障是最常见的一种故障,而且往往是更为严重的绕组相间或匝间短路故障发生的先兆,因此定子接地保护意义重大。本文介绍了发电机定子接地保护的要求、种类及应用。并具体分析了相应定子接地保护的原理、保护范围及配置特点。最后介绍了广州珠江LNG电厂发电机定子接地保护的具体应用。     

同步发电机定子绕组匝间短路下电磁转矩和振动分析

在考虑气隙偏心的情况下,分析了定子绕组匝间短路后同步发电机气隙磁场的变化特征,得到该内部故障前后电磁转矩和振动的变化规律,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．应用场路耦合法分析了内部故障与偏心双重条件下的电机端电流第17阶和第19阶分量特征．通过动模实验实测了一台容量为7．5kVA的发电机定子绕组匝间短路时的定子垂直方向振动加速度信号并对其进行了离散频谱分析．结果表明,发电机定子绕组匝间短路后,其2倍基频振动加速度变化大,第17阶和第19阶谐波电流幅值可作为检测未发生或发生内部故障的电机的动态偏心严重程度的特征值     

变压器匝间短路故障电-磁-热多物理场协同分析

电力变压器是电力系统的关键核心设备,变压器的运行状态直接影响供电的可靠性。针对实际实验中变压器匝间短路系列故障设置困难问题,采用有限元仿真软件建立与实际变压器一致的电磁场仿真模型,分析了变压器空载时电流电压特性,验证了模型的准确性;建立了变压器低压侧匝间短路故障仿真模型和电路模型,得到了匝间短路时绕组电流变化趋势和电磁关系变化方程。研究了短路匝数不同对变压器绕组电流和电磁参数的影响,从短路4匝到16匝,短路电流最大值从14.5 kA降到4.2 kA,磁场的最大值为正常值的20多倍;建立了变压器三维温度场模型,对比了变压器正常和不同匝间短路故障工况时的温度场分布,发生4匝短路故障时,匝间短路绕组部分温度达到500 ℃,并且随着短路匝数的增加短路绕组部分温度上升,而其他部分温度变化在100 ℃以内,结果表明匝间短路故障会严重影响短路绕组部分温度场分布,而对其它部分影响较小     

发电机定、转子绕组故障浅析及处理

发电机经过十余年的运行,定、转子绕组分别出现电晕和匝间短路等故障,对电厂的安全运行造成严重影响。通过分析定子绕组电晕和转子绕组匝间短路等故障的原因,提出了处理方法,为运行检修人员提供参考。     

同步发电机励磁绕组匝间短路故障在线分析方法综述

励磁绕组匝间短路是同步发电机常见故障之一。为保证机组和电网的安全可靠运行,有必要对该故障进行在线分析检测。首先介绍了应用于同步发电机励磁绕组匝间短路故障在线分析的磁场-电流谐波分析法、探测线圈法、多回路法、输出电气量分析法、振动分析法等的研究现状,并对几种方法进行了比较,然后对未来在线分析方法的发展方向进行了展望,对输出电气量分析法提出了两条研究思路,最后说明了在线分析方法应具有实际可行性和多用途性。     

大型发电机主保护配置方案的优化设计

为保证大型发电机组的高质量安全运行,提出了主保护配置方案的优化设计方法.通过对5台不同绕组形式水轮发电机主保护设计实例的归纳总结,发现应在内部故障全面仿真计算的基础上,根据发电机绕组结构的不同而采取不同的优化设计过程.基于定量化设计的优化设计过程纠正了工程界以容量相等或相近为理由而互相搬用主保护配置方案的错误做法.该方法兼顾了设计的科学性和实用性,已在一系列大型机组主保护的设计中得以验证.     

汽轮发电机定子内部故障的负序阻抗方向保护

现有的绝大多数汽轮发电机中性点侧只引出3个端子。通常装设的完全纵差保护只能反应相间短路故障,纵向基波零序过电压保护和故障分量负序方向保护等对匝间短路故障都存在较大的动作死区。为提高汽轮发电机匝间短路故障的保护动作率,通过分析机端等值负序阻抗在电机内部不对称故障和外部不对称情况下的不同规律,提出了基于相角范围的负序阻抗方向判据。在此基础上考虑到各种防误动措施,提出了一种新的发电机定子内部不对称故障保护方法——由负序电流启动的故障分量负序阻抗方向保护(Z2′)。运用"多回路分析法",对两台典型汽轮发电机所有可能发生的内部短路故障进行了仿真计算和灵敏度分析。结果表明,Z2′保护对定子内部不对称故障(尤其对内部匝间短路故障)的灵敏性和保护范围都优于现有的其他原理保护,能为只引出3个中性点的汽轮发电机提供高质量的保护。     

车用发电机定子绕组匝间短路故障下转子弯扭耦合振动特性分析

运用数值积分法,在建立发电机转子系统弯扭耦合振动模型基础上,考虑定子绕组匝间短路故障时发电机转子弯曲及扭转电磁刚度的影响,对不同程度匝间短路故障下转子的弯曲及扭转振动特性进行分析。结果表明,发电机定子匝间短路故障不仅会使转子弯曲和扭转振动加强,还会增加转子弯振和扭振中的倍频及高倍频成分;随短路程度加大,弯振的1、3、5等奇数次倍频振动量与扭振的2、4等偶数次倍频振动量逐渐增加,且弯振中1倍频振动量最大,扭振中2倍频振动量变化最为显著。     

基于支持向量回归机的同步发电机励磁电流预测方法

为了能更准确、容易地在线诊断出同步发电机转子绕组匝间短路故障,提出了一种基于支持向量回归机的励磁电流预测方法.利用同步发电机正常运行时不同工况下的机端电压、有功功率、无功功率和励磁电流来建立发电机励磁电流的支持向量回归机预测方法.利用该方法预测正常运行时所需励磁电流,并与在线实测的励磁电流进行比较,误差(相对误差)超过阈值就诊断为发生匝间短路故障.通过微型同步发电机动态模拟实验表明,该方法的精度优于BP神经网络法和遗传规划法.     

大型水轮发电机内部故障主保护方案

利用发电机内部故障暂态仿真程序,分析了几种水轮发电机主保护的原理特性,指出它们在应用中存在的问题.指出故障分量负序功率方向保护能同时反映各种不对称故障,可使发电机匝间短路保护实现双重化;微机型负序方向闭锁式转子二次谐波电流保护由于能很好地解决闭锁元件和动作元件之间的时间配合,将能有效避免外部短路时的误动作,同时它在发电机起、停过程中也能提供保护功能,因此是一种性能可靠的发电机主保护方案.同时,提出了基于双曲线非线性制动特性的发电机差动保护判据,该方法计算量小,而且无须进行区段判别,能够获得较为理想的制动特性.     

风电场并网联络线的自适应电流保护研究

针对现有联络线源侧大多使用定值保护方案因而容易受风电特性影响而误动的现状,分析了风力发电机短路电流特性,得出了双馈型风力发电机的故障电流与电网故障发生时刻、故障类型、撬棒电路动作情况、故障后电压的跌落深度等密切相关的结论,并在此基础上提出了综合电流、电压信息的风电场联络线自适应速断保护原理与算法。该保护方法以某示范性分布式风电场并网进行DIgSILENT软件的仿真测试,结果验证了所提保护配置方案的自适应性和有效性。     

基于内部故障仿真数据的发电机主保护测试系统

介绍了一种基于发电机定子故障暂态数据的主保护测试系统.该系统利用多回路理论建立发电机内部故障仿真模型,计算出内部故障的暂态数据,同时把故障数据转换成COMTRADE格式储存.对保护装置进行实时测试时,利用测试仪的故障波形回放功能,将存储数据转换成模拟量送入保护装置,从而实现对保护装置的测试.仿真试验表明,该测试系统具有精度高、体积小、结构简单等特点,能对发电机主保护进行各种故障条件下的详尽评测.     

基于相位差的轴向磁通无铁心电机早期轻微匝间短路故障诊断

针对轴向磁通定子无铁心电机早期匝间短路故障问题,提出一种基于零序分量和定子电流分量相位差的轴向磁通定子无铁心电机的早期匝间短路故障诊断和定位方法。首先,根据定子绕组电感极小的特点建立了匝间短路故障数学模型;其次,对故障前后的短路电流、相电流、零序分量等进行了傅里叶分析,通过零序电压基波幅值变化对匝间短路故障进行识别;最后,通过对比零序电压基波与定子三相电流初相位差来进行故障相定位。结果表明,匝间短路故障相的相电流基波初始相位与零序电压基波初相位差的绝对值近似180°,而健康相的相位差与180°相差较大。基于相位差可以实现轴向磁通无铁心电机早期匝间短路故障的诊断与定位,为永磁电机的匝间短路故障诊断提供了参考。     

重复脉冲法检测发电机转子绕组匝间短路故障的研究

该文介绍了发电机转子绕组匝间短路的危害,着重分析了重复脉冲法检测转子匝间短路故障的原理,并进行了故障模拟试验,验证了重复脉冲法的原理。     

含逆变型分布式电源的配电网自适应电流保护

含逆变型分布式电源(inverter interface distribution generator,IIDG)的配电网故障时,IIDG由于受到控制策略及出力随机性的影响,其短路电流具有很强的非线性,这给配电网的保护整定带来了困难.针对该问题分析了含IIDG配电网不同故障情况下短路电流与IIDG输出功率的关系,并指出其对现有传统保护的影响,提出了根据故障类型采用不同定值的自适应电流保护方案.以MATLAB/Simulink中建立的一个含IIDG的10 kV配电系统为例,验证了该保护方案在不同故障情况下具有良好的选择性与灵敏性.