海洋核动力平台发电机定子绕组单相接地故障风险分析与实时定位

海洋核动力平台发电机不同运行工况下直连线路对地电容的变化将影响接地故障电流,基于发电机3次谐波电压特征,提出一种无需外加设备的直连线路对地电容实时求解方法。利用故障分量原理在计及基波和3次谐波情况下求解接地故障电流,并依据实时故障风险自适应决定保护出口方式。为缩短故障检修排查时间,构建故障绕组电势与故障相电势满足的几何关系式及其与零序电压满足的幅值相位方程,通过解析计算准确定位故障点与中性点间线圈占完整分支的匝数比,实现接地故障定位。PSCAD/EMTDC仿真分析表明,所提方法具有较高的准确性。

发电机定子绕组单相接地故障的定位方法

对发电机定子单相接地故障进行故障定位,能够扩展目前定子单相接地保护的功能,有利于尽早发现和排除接地故障。提出了一种针对中性点经配电变压器高阻接地的发电机定子单相接地故障定位方法。由基波零序电压启动故障定位功能,根据发生单相接地故障后故障相机端对地电压最低的特点,判断出故障相别。进一步利用故障位置与发电机零序电压、故障相相电压、对地电容以及接地故障过渡电阻之间的关系,计算出具体的故障位置,其中,接地故障过渡电阻值由外加20 Hz电源定子单相接地保护计算得到。此故障定位方法简单易行,无需另外增加设备。动模试验结果验证了此故障定位方法的正确性和有效性。

水轮发电机定子绕组单相接地故障位置查找及原因分析

水轮发电机定子绕组接地故障是发电机运行中常见的故障。本文针对某电站在运行过程中出现的定子绕组单相接地故障,通过几种查找接地位置方法的比较,重点介绍了如何利用电站常用设备仪表快捷方便地找出故障位置,以及分析导致接地故障的原因。

发电机定子绕组单相接地故障原因分析及处理方案

介绍了新疆独山子石化公司热电厂#发电机组定子绕组单相接地故障,详细说明了故障产生原因及处理方案,并对后期定子绕组修复及相关防护措施做出说明。

一起发电机定子绕组单相接地故障的处理

定子绕组单相接地故障是水轮发电机较为常见的故障,介绍了某水轮发电机的故障情况及处理方法提出思路,根据发电机技术数据和处理方法理论依据,研究了甩开接地绕组的实际操作,并对操作后的实际效果进行了分析。

大型发电机注入式定子绕组单相接地故障定位方法

大型发电机内部结构复杂,单相接地故障会导致定子绕组电势不平衡问题,使得最终定位结果相对误差较大。为解决大型发电机在运行过程中可能出现的单相接地故障问题,需对大型发电机注入式定子绕组单相接地故障定位方法进行研究。分析大型发电机注入式定子绕组结构,构建暂态网络模型,明确定子绕组工作模式。根据发电机定子线棒接线图,绘制定子分支电势分布图。从定子结构特性出发,建立单相接地电势相量近似分布图,通过数学推导获取电势相位角。考虑绕组电势相位特征的情况下,利用零序电压、故障相电势、过渡电阻等参数,定位具体的单相接地故障位置。研究结果表明:该方法故障定位结果相对误差始终低于1%,满足故障定位要求。

水内冷汽轮发电机定子绕组过热故障的早期预警方法

提出了一种基于稀疏自动编码器(SAE)和长短期记忆网络(LSTM)的方法。首先,利用稀疏自动编码器对安装在汽轮发电机上的分布式控制系统(DCS)采集的运行数据进行重构,提取数据特征;其次,利用优化后的LSTM预测模型,对正常工况下汽轮发电机定子绕组各槽的出口温度进行预测,为发电机的稳定运行提供了有力的支持。

基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案研究

根据发电机发生定子单相接地故障后机端和中性点零序电压故障暂态分量近似相同的特点,提出了两种形式的基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案;第一种形式将基波零序电压与三次谐波电压分开处理;第二种形式无需将两者分开,直接把机端和中性点两侧零序电压故障暂态分量的和与差做为保护动作信号与制动信号,通过比较相应信号的谱能量大小检测定子单相接地故障。文中给出了第二种判据形式的详细仿真和试验结果,分析表明:新的暂态保护判据具有很高的灵敏度和可靠性。

大型水轮发电机定子单相接地故障的暂态仿真

根据水轮发电机定子和转子的绕组结构 ,在利用多回路理论计算定子和转子绕组电感参数的基础上 ,考虑定子绕组对地电容的分布性 ,建立了新的水轮发电机定子绕组单相接地故障暂态仿真模型 ,将定子绕组单相接地问题的研究统一在一个模型之中。文中以三峡发电机的一种设计方案为例 ,分析了定子绕组对地分布电容对模型的影响 ,讨论了单相接地过程中机端与中性点处零序电压及接地故障电流随故障位置和接地电阻的变化关系。该模型适合发电机定子绕组单相接地故障的全过程仿真 。

大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法

发电机定子单相接地故障在生产过程中时有发生,如不能快速切除,对发电设备和电力系统都有较大的危害。提出了一种大型隐极发电机定子单相接地故障定位新方法,所提方法通过基波零序电压和故障相基波电势确定定子单相接地故障的位置,适用于中性点经高阻接地的发电机以及中性点不接地的发电机,且不依赖于注入式定子接地保护,所需要的故障信息较少,简单易行,可在现场推广应用。仿真数据和实际故障案例验证了所提方法的正确性。

发电机定子单相接地故障电阻在线监测研究

针对目前基波零序电压型和三次谐波型发电机定子单相接地保护不能计算接地故障电阻的情况,提出了一种在线监测单相接地故障电阻的方法,以便实时监测发电机由于绝缘降低而引发的单相接地故障。结合行波故障定位功能,提出了在发电机零序网络结合三次谐波等效电路中建立定子接地电阻的计算模型,运用发电机定子单相接地多回路仿真模型对某大型发电机进行仿真验证。仿真数据表明了所提出的方法是准确可行的。

基于多回路-有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障保护方案校验方法

同步发电机数学模型是进行故障暂态仿真,设计、校验保护方案的理论基础。文中将多回路方法与电磁场有限元计算相结合,建立了同步发电机的多回路–有限元耦合数学模型,其突出优点在于:可以同时计及定子绕组对地分布电容,磁路饱和、磁极形状、齿槽效应等因素,适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析及保护方案(尤其是三次谐波电压保护方案)校验。应用该数学模型完成了同步发电机定子单相接地故障暂态数字仿真,仿真与实验结果基本吻合,验证了该数学模型的准确性与有效性。进而提出了基于多回路-有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障三次谐波电压保护方案校验方法。应用该方法对典型的定子单相接地稳态判据、暂态判据进行仿真校验,结果与实验基本吻合,表明该方法是正确可行的。

基于三次谐波电势分布特征的发电机定子绕组接地故障定位方法

海洋核动力平台发电机拟采用有源电压消弧技术,需要实现全定子绕组内准确可靠的在线接地故障定位。针对现有基波定位方法存在的问题,该文提出一种基于三次谐波电势分布特征的发电机接地故障定位方法。基于各线圈三次谐波相电势180°相带分布特点,构建三次谐波故障电势与三次谐波相电势间的几何关系式。以三次谐波故障电流为中间量,建立包含三次谐波故障电势、中性点三次谐波电压、中性点三次谐波电压变化量的解析定位方程。方程中不含接地过渡电阻,适用于未安装注入式保护设备的海洋核动力平台发电机。在工程应用中,该方法可与基波定位方法协同配合,解决基波定位方法的多解问题,并提高定位结果精度。仿真和动模试验结果验证了所提定位方法的准确性和有效性。

考虑绕组电势的隐极发电机定子单相接地故障定位方法

目前,三相隐极式同步发电机是世界多数国家火力发电的主要机组,为提高隐极式同步发电机定子单相接地故障定位的准确度和可靠性,本文在考虑了大型隐极发电机绕组电势相位特征的基础上,提出了两种故障定位方法,定位方法一基于考虑绕组电势相位特征后的故障绕组位置表达式,对绕组的故障位置进行判定;定位方法二利用绕组各个匝数故障时零序电压轨迹圆不一致的特点,在故障发生后判别出故障匝数。经仿真验证表明,这两种方法能准确识别故障位置,具有很好的可靠性。

大型水轮发电机定子绕组分布电容对位移电压影响分析

景洪电站发电机三相电势对称,且静态实测三相对地电容近似相等,在此条件下发电机正常运行时中性点仍有明显的位移电压,集中参数电路模型无法解释该现象,因此提出基于准分布电容参数模型的中性点位移电压分析方法。通过电路分析,得到定子绕组对地准分布电容与中性点位移电压的关系式,理论解释了分布电容不均匀会导致位移电压出现。采用兰州电机厂制造的12kW实验样机进行了实验验证,并针对准分布电容中偏大或偏小电容所在位置以及电容不均匀度对位移电压影响的实验结果进行了定量分析。针对由分布电容不均匀所带来的位移电压偏大的问题,提出在机端外挂电容的解决方案,理论求解外挂电容值,并通过仿真实验验证了方案的有效性。

发电机定子绕组单相接地保护自适应判据研究

分析了发电机机端和中性点的零序基波及3次谐波电压故障暂态分量的特点,在此基础上提出了发电机定子绕组单相接地保护的自适应判据。该判据考虑了零序基波电压及3次谐波电压故障分量的综合效应,并以制动信号谱能量和动作信号谱能量的比值作为制动系数,该值在发电机正常运行时接近为1,在发电机定子绕组单相接地时远小于1。因此,自适应判据有效提高了保护在定子绕组经过渡电阻单相接地情况下的灵敏度。文章还建立了发电机的多回路暂态数学模型,采用半隐格式求解法对定子单相接地故障进行了仿真,结果证明了所提判据的有效性和良好的抗噪性。

基于零序电压故障分量相位特征的发电机定子单相接地故障选相

分析了不同中性点接地方式下定子单相接地故障时的机端三相电压特征,指出基于相电压大小的传统选相算法在高阻接地故障时灵敏度低且可能出现误选相。为此提出了一种基于零序电压突变量ΔU0和A相电势EA相位特征的发电机定子单相接地故障选相新原理,计算角度arg(ΔU0/EA),根据该角度所在的相位区域判断故障相。理论分析和仿真验证表明:该方法适用于各种中性点接地方式,提高了选相算法的抗过渡电阻能力;且该方法无需增加额外设备,简单易行。

水轮发电机定子单相接地故障定位新方法

分析了大型水轮发电机绕组基波电势的分布特征,推导了定子单相接地故障时的基波零序电压故障分量的相位与过渡电阻、故障位置的关系,提出了一种综合利用基波零序电压故障分量幅值和相位信息的定子单相接地故障定位新原理,并对该定位方法的误差进行了理论分析。理论分析和仿真测试结果表明:所提方法适用于大型水轮发电机,且不受中性点接地方式的影响,提高了故障定位的准确性。所提方法简单易行,仅需测量基波零序电压和相电压,无需增加额外设备。

基于小波变换的选择性发电机100%定子单相接地保护方案

提出了基于小波变换的选择性发电机100%定子单相接地保护方案。通过直接对机端、中性点两侧的零序测量电压以及零序电流进行小波分析,利用模极大值的极性比较,能可靠地识别出发电机内、外部的定子接地故障,并对内部故障有100%的保护范围。仿真结果表明,新方案在各种运行方式下均能取得很高的保护灵敏度和可靠性,是一种较佳的具有选择性的发电机定子接地保护新方案。

大型汽轮发电机定子单相接地故障定位技术

若要大型汽轮发电机定子单向接地故障定位技术有效落实,一方面检修人员需结合发电机的定子接地特征确定适宜的故障检测方法,在不具备注入式定子保护装置的情况下,确定更有效的计算公式;另一方面,还需加强电压、电流、电阻与电动势的监督,以便任何波动信息都能够被察觉,使故障定位技术的结论更加可靠.本文基于定子单相接地故障定位技术特征展开分析,在明确绕组电势相位改进故障定位方法的同时,期望能够为后续汽轮机故障检测工作提供良好参照.