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。     

发电机转子绕组匝间短路故障的分析与检测

深入分析了发电机发生转子绕组匝间短路故障后的电磁特性,得出当发电机发生匝间短路故障后,若端电压和有功功率保持不变时,无功功率会相对减小的结论;同时推出在一定的状态下,有功功率、无功功率和励磁电流之间的对应关系。利用人工神经网络具有不需要精确的数学模型及诸多参数的优点,把人工神经元网络方法引入到发电机转子绕组匝间短路的故障诊断技术中,可通过对故障样本的比较,诊断出转子绕组匝间短路的故障情况。     

基于PWM控制的发电机励磁系统

为提高发电机和电力系统的技术指标，将PWM整流技术应用于同步发电机励磁系统，实现了励磁电流低谐玻和励磁功率单元高功率因数转换，提高了发电机供电质量，利用MATLAB平台对系统进行仿真验证。通过与传统可控硅励磁系统对比，采用IGBT实现的PWM励磁系统性能明显提高．结果表明，本设计改善了发电机机端电压波形，功率因数超过0．99，提高了励磁功率单元利用率，减小了励磁电流超调量，同时对抑制输入电流谐波起到良好的作用。     

双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析

针对双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理尚不明确且无法为故障诊断提供理论依据的问题,开展了双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析.首先,结合有限元仿真及解析推导,分析转子匝间短路下双馈异步风力发电机的气隙磁密规律,得到转子所受的不平衡磁拉力;然后,考虑转子不平衡磁拉力的情况下构建双馈异步风力发电机转子-轴承系统非线性动力学模型,利用非线性动力学仿真获取转子匝间短路故障下系统的振动仿真信号;最后,在双馈异步风力发电机故障模拟实验台上进行转子匝间短路故障实验,利用实验分析验证非线性动力学仿真结果的有效性.非线性动力学仿真及实验分析结果均表明,转子匝间短路故障下双馈异步风力发电机转子-轴承系统振动信号的频谱存在转频的谐波成分,通过检测转频的谐波分量可诊断双馈异步风力发电机转子匝间短路故障,有效揭示了双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理.     

电机匝间短路故障的仿真研究

电机匝间短路故障的仿真研究是以电机匝间的气隙励磁磁通密度信号为研究对象的,通过采集系统进行数据实时采集,再运用小波包分解对数据进行分析,提取故障信息,最后运用BP神经网络对数据进行训练和测试,从而达到对电机匝间短路故障以及故障位置的准确判断.通过运行表明,此方法故障识别率高、方便灵活而且诊断精度高.     

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     

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     

基于小波分析永磁同步电机匝间短路故障检测

为研究电动汽车永磁同步电机匝间短路故障的检测方法,首先建立永磁同步电机匝间短路故障的有限元仿真模型;然后,在多种工况下对正常电机和故障电机的定子电流进行小波分析,提取特征频段系数的均方根(RMS)作为匝间短路故障检测的依据,并设定故障检测的阀值.实验结果表明,基于定子电流小波分析的方法能够检测电动汽车永磁同步电机匝间短路的故障.     

一起660 MW汽轮发电机转子匝间短路缺陷的查找与分析

在汽轮发电机转子故障中,最常见的就是匝间短路缺陷,为了能够给相关故障的处理和分析提供参考,文章对诊断一台660MW发电机转子绕组匝间短路的方法进行探讨,并对排查故障的过程及方法进行确认.     

港口轮胎式起重机发电机改造

为解决轮胎式起重机在作业过程中频繁出现的励磁整流桥烧坏，同步阻尼环断裂、电机匝间短路等故障，同时为改善发电机对整机供电系统造成不稳定隐患，本文介绍了发电机改造的选型，改造后的使用效果。     

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。     

基于MATLAB仿真的发电机阻尼绕组负面影响研究

发电机阻尼绕组的设计理念是为了提高电力系统的动态稳定性,但在超高压、远距离、大电网系统中,发电机阻尼绕组对提高动态稳定性方面的作用不明显.基于MATLAB-S im Power System s的动态仿真结果,从空载情形的发电机机端三相短路、机端相间短路和发电机所连线路远处三相短路的角度,讨论了发电机阻尼绕组对电力系统的负面影响,仿真结果证实了阻尼绕组不仅会导致短路电流幅值成倍地增大,而且会给电力系统带来高次谐波.     

负序磁场自励恒压单相无刷同步发电机的设计研究

研究利用负序磁场实现自励恒压的单相无刷交流同步发电机的系列设计问题.着重介绍了该发电机转子旋转整流电路的接线方式和定、转子绕组结构,分析了发电机在空载和负载2种情况下的运行特性以及该系列发电机的设计特点,指出了采用该励磁方式的单相交流同步发电机在设计和制造过程应注意的问题.     

谐波励磁同步发电机气隙磁场有限元分析

用限元法分析和计算了１２ｋＷ和５０ｋＷ谐波励磁凸极同步发电机空载和负载时气隙磁场分布曲线,分析了三次谐波电流分布规律和三次谐波绕组电枢反应,计算了转子转动情况下的气隙磁密时间分布．计算结果与实测相近．     

用有限元法计算分数槽绕组水轮发电机的回路参数

运用有限元法进行水轮发电机磁场分析并计算了定转子回路参数;利用分数槽绕组电机的特点,提出了一种提高参数计算精度的方法．将本文的方法应用于ＳＦ２２０５３０／９０５０大型水轮发电机定子绕组内部故障时的回路参数计算中,取得了较为合理的结果．     

一种新型的永磁电机转子位置估计方法

利用脉振高频电压信号注入法来估计永磁电机（PMSM）转子位置时,由于无法辨识转子N/S极,就存在着位置估算可能相反的问题。本文利用电机磁场的饱和效应,提出了一种新型转子位置辨识方法。通过分析包含转子位置误差信息的二次高频电流分量,完成转子永磁体极性的判别,从而准确辨识出转子位置。在凸极式永磁电机实验平台上进行了转子位置估计实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

大型水轮发电机转子偏心下电感参数的有限元计算

由于实际生产中,大型水轮发电机的转子往往存在不同程度的偏心现象,造成气隙磁场分布畸变,直接影响发电机运行,故为探讨发电机偏心下的运行性能,需要计算转子偏心时的电机参数。采用二维磁场有限元法,计算了大型水轮发电机在转子偏心下的磁场分布以及定子和转子绕组的自感、互感参数。有限元分析和磁导法计算结果比较表明:转子偏心造成定子支路间、定转子支路间的电感不再对称,偏心朝向处的定子支路自感和定转子支路互感变大,反向处则变小。     

双馈风电机组在电网对称故障下低压穿越仿真

以双馈式风力发电机（DFIG）为主体的大型风力发电机组在电网中所占的比例快速提高,为了确保风电接入电力系统运行的可靠性、安全性与稳定性,电力系统对并网风力发电机在电网故障,特别是电网电压骤降故障下的低压运行能力提出了更高的要求。文中介绍了电网对称故障时DFIG的暂态特性,通过对转子电流与定子磁链的关系分析得出优化转子侧变换器控制策略的方案,通过配合改进网侧变流器控制方法为DFIG在电网电压跌落期间提供了一个稳定的直流母线电压,从而使电网对称故障时的定转子过电流和直流母线侧过电压的情况得到解决。在研究模型的基础上,通过改变转子侧和网侧变换器控制策略的Matlab模型进行仿真实验,结果表明该方案对于对称电压跌落故障时的LVRT有一定的可行性。