变速抽蓄机组失磁故障分析及保护研究

变速抽蓄机组(VSPSU)的励磁及控制方式复杂且易发生失磁故障,配置针对性的失磁保护对保障其安全运行至关重要。该文基于直流励磁系统和交流励磁系统的差异分析,将VSPSU的失磁故障划分为对称失磁和不对称失磁两种故障形式,并主要针对对称失磁故障开展研究。首先,分别从故障位于机侧和网侧角度出发分析VSPSU发生对称失磁故障后的电气量变化特性及其故障危害;然后,推导证明了传统失磁阻抗圆保护判据在VSPSU中应用时不具有可靠性,VSPSU缺乏具有针对性的保护方案;最后,基于VSPSU的失磁故障特性,提出了针对机侧对称失磁故障的下抛阻抗圆判据和针对网侧对称失磁故障的直流电压判据,两者结合形成了对VSPSU对称失磁故障的保护方案。仿真结果表明,该文所提方案可有效地检测VSPSU在各种运行工况下的对称失磁故障,以满足VSPSU对失磁保护可靠性的要求。

电动汽车用永磁同步电机失磁机理与选区渗重稀土研究

由于电动汽车用永磁同步电机(PMSM)具有高功率密度的设计要求,使得磁钢更易受到电磁以及高温影响致使出现不可逆失磁,为此常在磁钢制备时加入大量镝、铽等贵重稀土元素,但该方法使得磁钢材料价格激增。本文以一台“三角”型内置式永磁同步电机为研究对象,分别研究了温度、电枢电流大小以及弱磁角这三个因素对电机磁钢的失磁特性影响,进而确定磁钢的易失磁位置及失磁扩散规律。在此基础上,通过将电机磁钢材料的牌号更改为较低的牌号,并提出合理的选区渗重稀土设计方案,实现了在不损失电机性能的情况下,减少重稀土元素用量的目的。最后,提出一种适用于计算选区渗重稀土设计方案中最大内禀矫顽力提升倍数的方法,可为电动汽车用永磁同步电机磁钢减重稀土研发设计提供参考。

表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究

针对表贴式高速永磁同步电机永磁体在受到高温、强退磁磁场等因素影响易产生局部不可逆失磁故障问题,本文基于有限元分析方法,分别建立了一台24 kW表贴式高速永磁同步电机的二维和三维仿真计算模型,在计及该电机在各类不同的退磁因素作用下,确定了电机磁体发生局部不可逆失磁故障的位置,并预测了磁体的进一步失磁扩散趋势。对比了电机在有无失磁故障情况下的空载气隙磁密和反电动势,并研究磁体不可逆失磁故障对电机运行的影响。由于永磁体易在部分区域发生不可逆失磁,故本文将磁体材料更换为较低牌号,并运用选区渗重稀土技术改善易失磁区域材料特性来提升磁体整体抗失磁能力。在此基础上,探究了更为合理的重稀土渗入区域及渗入梯度,从而保证在不失电机性能的前提下,实现了重稀土元素的极限应用,为表贴式永磁电机磁体选区渗重稀土技术提供了参考。

发电机进相导致失磁保护动作的原因分析

发电机进相运行试验考验机组吸收无功导致系统电压降低时发电机所具备的能力。失磁保护是一种发电机励磁电流消失后通过解列来保护发电机的措施。但进相运行过程中,励磁电流和励磁电压会下降,发电机机端测量阻抗有可能进入失磁阻抗圆内,导致失磁保护动作。针对某电厂在进相过程中失磁保护动作,对发电机保护报文、失磁保护定值、失磁保护逻辑图、励磁调节器及进相运行试验过程进行综合分析,提出了具体的处理措施及建议。

基于EMD与优化SVM的永磁同步电机失磁故障诊断研究

针对永磁同步电机(PMSM)永磁体失磁故障初期难以及时发现的问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)的故障诊断方法。采集PMSM的电流信号,通过EMD提取PMSM电流信号特征值,组合成数据集样本,构建出贝叶斯优化后的支持向量机(SVM)训练模型。将数据集输入优化SVM模型进行故障诊断,实验结果表明,使用贝叶斯优化后的SVM模型比传统SVM模型能够更加准确地实现PMSM失磁故障诊断。

基于改进DTW算法的永磁同步电机失磁故障模拟与诊断

为实现永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)失磁故障模拟与失磁故障程度诊断,提出一种基于改进的动态时间规整(dynamic time warping,DTW)算法的故障波形诊断方法。首先,对永磁同步电机进行机理分析和模拟,采集不同程度失磁故障下的电机转速波形数据集。其次,使用改进DTW算法拟合失磁故障程度最佳路径曲线方程。然后,根据定子电流的频率谐波分量确定电机是否发生失磁故障。最后,使用改进DTW算法对失磁故障波形数据进行故障程度诊断。实验表明,该方法对故障波形数据进行处理后,可以快速准确地计算出故障波形的故障程度,该方法具备较强的稳定性和实时性。

转子温度空间分布差异诱发永磁电机局部失磁特性研究

永磁材料磁特性受工作温度影响较大,高工作温度下存在的不可逆失磁现象是永磁电机高可靠性设计的主要瓶颈。针对内置式磁路结构的高功率密度永磁电机用钕铁硼永磁材料的不可逆失磁问题,基于电机全域空间损耗、温度分布的差异,该文提出一种永磁体局部失磁分析模型与特性计算方法。通过磁体虚拟分块法建立基于温度、退磁率等变量的永磁材料磁特性分析模型,利用电磁场和温度场双向耦合的三维多物理场计算方法,得到电机转子永磁体损耗、温度和局部失磁的空间分布特性。最后,通过对一台115 kW、8极永磁电机样机转子永磁体温度和转子表面磁场的实验测试,验证了分析模型与计算方法的准确性,为永磁电机局部失磁问题研究及精细化防失磁设计提供依据。

基于测量阻抗动态轨迹的大型调相机失磁保护

大型调相机失磁故障严重影响设备本体安全以及电网稳定,现有基于静态阈值的低电压与无功反向判据可靠性与选择性不足。文中提出一种可反映调相机运行状态的机端测量阻抗全局动态轨迹智能识别的失磁保护原理,从运动学角度建立能够准确反映失磁与其他工况下测量阻抗轨迹的特征量时间序列,基于统计学提取解释性强的特征量。利用自适应权重的全局与局部核函数组合训练多核支持向量机(multiple kernel learning support vector machine,MKL-SVM),在保证模型学习能力的同时增强其泛化能力;提出基于分类核空间距离的两阶段识别策略,可在保证可靠性的前提下提高保护速动性。基于PSCAD仿真平台搭建调相机接入电网模型进行验证,结果表明所提失磁保护方案无须采集转子侧电气量,识别准确,面对新能源接入和未知扰动时仍具有优良的适用性。

水轮发电机受失磁保护限制的最大进相深度的预测模型研究及软件开发

发电机进相运行存在多种限制因素,进相深度的限制判据是由多种因素组成的综合判据,运行人员难以掌握,只能退出失磁保护压板。而发电机进相运行作为一种正常工况,将机组的保护直接退出显然是不合理的。本文从坐标变换原理出发,介绍一种基于PC端程序的发电机进相实验与失磁保护配合校验方法,可自动计算给定条件下的最大进相深度,并分析低励限制与失磁保护的配合正确性,防止发电机进相运行因进相深度过大而非正常停运,无需退出失磁保护。

新能源电网电压波动下同步调相机失磁运行能力研究

同步调相机(SC)较强的无功支撑能力可有效提升新能源电网的电压稳定性,但实际运行中励磁系统故障引起的调相机失磁可能导致其转子失步,影响电网安全运行。为了研究新能源电网不同电压下同步调相机失磁后保持同步运行的能力,建立了300Mvar调相机的时步有限元模型,研究了励磁绕组开路和短路故障下同步调相机的失磁运行特性,对比分析了励磁绕组不同失磁故障下同步调相机各电气量的差异;在此基础上,研究了新能源电网不同电压下同步调相机失磁运行特性,揭示了同步调相机失磁运行能力随初始无功功率的变化规律。结果表明,随着同步调相机初始无功功率的增加,其失磁后保持同步运行所需的系统电压会逐渐增加。

水轮发电机失磁运行损坏定子的分析及防范

南方某水电站共有3台水轮发电机组,额定容量均为15 MW,该电站的电气主接线如图1所示.事故前3台机组均并网运行,总有功约40 MW,总无功6Mvar,其中1号机有功13.3MW,无功1.9Mvar;2号机有功13.8 MW,无功1.9 Mvar;3号机有功13.3 MW,无功2.3 Mvar.110 kV系统及1,2号主变运行,1,2号厂变分列运行.……

超高压发电机失磁异步运行磁场分析

同步发电机失磁故障对电网稳定性和发电机安全运行会产生很大影响。在中国,超高压发电机(extra high voltagegenerator,EHVG)是新型的同步发电机,其失磁后对电网的影响还处于研究阶段。为准确模拟EHVG失磁故障发生后磁场分布情况,建立了EHVG场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,以EHVG模拟样机为算例,通过试验证明该模型正确,方法可行。利用该模型对EHVG同步运行和失磁异步运行的瞬态磁场进行对比分析,得出了同步运行和稳态异步运行时气隙磁密基波幅值基本一致,而失磁异步运行时气隙磁密谐波幅值较大;且随着EHVG失磁,稳态异步运行前所带负荷的减少进入稳态异步运行时,气隙磁密谐波分量也逐渐减小,气隙合成磁密接近正弦波,为其运行提供基础数据。

发电机失磁分析及失磁保护新判据

由发电机Ｐａｒｋ方程式推导出发电机定子电量与功角的关系，并由仿真计算验证了该关系式，从而得到一种新的发电机失磁定子判据，给出了新判据的流程图，并通过动模实验数据验证了该判据的有效性．

发电机失磁保护动作原因分析与处理

如果发电机的励磁系统调控故障或失效,可能会引发励磁电压的异常降低甚至消失,从而引发发电机与系统之间同步性的失衡,这对机组及电力系统安全可能产生严重影响。常规上,失磁保护主要构成于静稳阻抗、异步阻抗的主判断准则,同时辅以励磁低电压和机端低电压的次要判断准则。本文将通过深度探究发电机失磁的成因、判断方法,以及实例讲解发电机失磁状况下的应对手段。

PT失压导致发电机失磁分析及预防

针对某水电厂在试运期间,出现发电机PT二次侧失压造成失磁保护拒动,发电机失磁,最终过流保护动作停机事故,阐述了发电机失磁对发电机、电力系统危害。分析并查找了事故原因,制定了相应的电压二次回路及励磁调节器改进措施,对避免因发电机因PT二次侧失压造成机组异步运行甚至失磁事故具有一定的借鉴意义。

发电机外部短路与失磁故障的仿真研究

发电机失磁时会对系统及发电机本身造成一定的破坏,目前国内外失磁保护判据都存在一些问题。文中通过对发电机发生失磁故障及发电机—变压器侧发生三相短路故障时各电气量的变化进行仿真、比较,深入研究了失磁的动态过程,提出了一种更合适的发电机失磁保护方案。

发电机失磁及失磁保护分析

本文通过分析发电机的失磁原因,发电机失磁对电力系统产生的危害,分析了发电机失磁保护容易误动的原因,最后介绍了发电机失磁保护的传统判据和新的保护原理,有助于发电机失磁问题的深入研究。

人工神经网络方法实现自动判别失磁类型及失磁深度

利用失磁后 Ｅｔ．ｑ、 Ｅｆ ｑ．ｑ 衰减时间常数 Ｔｑ 仅取决于发电机参数及失磁类型的结论，根据失磁故障的分类，采用一个三层前向神经网络得出 Ｔｑ ，使微机失磁保护能够在失磁发生的瞬间自动判别出失磁类型并预测失磁深度。数字仿真、动模试验以及实际运行证明了本文所提出的方法。

发电机失磁保护误动分析及解决方法

毛坝关水电站位于陕西省紫阳县境内的任河干流上,是任河流域开发的第六个梯级水电站.电站装机3台,总装机容量24 MW.毛坝关电站电气主接线如图1.从图中可以看到,该电站3台机组仅由1条110kV出线(毛麻线)将负荷送入系统.……

微机失磁保护装置的研究

本文就八位机用于同步发电机失磁保护的可行性问题进行了探讨和论证,推导了适于八位机减少运算量和计算时间的算法,给出了避免直接乘法运算的快速查表法并提出了一种计算机失磁保护方案.1