汽轮发电机转子匝间短路对定子热响应特性的影响

本文分析了汽轮发电机转子匝间短路故障前后定子热响应特性,不仅考虑转子匝间短路引起电压下降对发电机强励动作的影响,还研究了热分布不平衡而引起的定子力学响应。首先推导了正常情况和转子匝间短路故障后加强励磁电流下的气隙磁通密度,得到了铁心损耗和绕组铜耗的解析表达式;然后建立了发电机故障前后的三维有限元仿真模型,对不同短路程度故障下的铁心损耗、绕组铜耗与定子温度进行了求解计算;最后实测了CS-5型故障模拟发电机在正常运行和不同短路程度故障下的定子温度,实验结果与理论分析、有限元仿真结果基本一致。结果表明,转子匝间短路故障后由于励磁电流的增强,发电机铁心损耗和绕组铜耗均会增加,定子温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧;定子端面边缘位置的变形和应力幅值最大并且为热响应下的危险位置。

一起发电机95%定子接地保护动作事件分析

2018年6月27日,某电厂1号机组在执行发电机首次并网前的假同期试验时,发电机95%定子接地保护动作,导致汽轮机跳机、发电机励磁开关跳闸,作业人员经过分析跳闸时序及故障波形,检查现场设备情况,最终确定保护动作原因为发电机定子95%接地保护所用PT二次侧发生短路。文章介绍了该电厂本次发电机95%接地保护动作原因及处理方法,以期为同类设备故障提供参考。

气隙静态偏心与定子短路复合故障对发电机定子振动特性的影响

分析了汽轮发电机在正常运行、气隙静态偏心故障、定子匝间短路故障、气隙静态偏心与定子匝间短路复合故障下的定子径向振动特性,以及各故障参数发展对定子振动特性的影响。首先对各情况下的气隙磁密进行了推导,得到引发定子振动的单位面积磁拉力表达式。然后分析了复合故障下定子径向振动特性及其与对应故障参数的变化关系。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机的定子振动数据,结果与理论分析基本吻合。研究表明,正常情况和气隙静态偏心故障下发电机定子只有二倍频振动,但静偏心对应的二倍频振动幅值较正常情况要大;定子短路故障与复合故障下发电机定子都将产生二倍频、四倍频与六倍频径向振动,但复合故障所对应的振动幅值较大;复合故障下随着定子短路或气隙静态偏心程度的加剧,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频与六倍频振动幅值均将增大;随着电机励磁电流的增大,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频振动将增大,而六倍频振动则基本不变。

发电机绕组匝间故障检测的新型探测线圈

为了解决现有检测方法对同步发电机(尤其是应用广泛的汽轮发电机)常见的定子绕组匝间短路和励磁绕组匝间短路故障的局限性,提出了一种新型探测线圈。理论分析表明,由于采用特殊的布置及联接方法,开路的新型探测线圈在电机正常运行或机端外部故障时端口电压为0,而在绕组内部不对称故障时会对气隙磁场的故障附加谐波感应出电动势。而且在定子内部短路与励磁绕组匝间短路故障这两种情况下,新型探测线圈端口电压的频率明显不同。在多相整流实验样机上安装了上述探测线圈,通过实验验证了理论分析的正确性,说明可以根据新型探测线圈端口电压同时反映发电机的定子和转子绕组内部故障、并通过电压频率特征来区分具体的故障类型。

定子匝间短路对发电机并联支路环流特性的影响

分析了汽轮发电机定子匝间短路故障下的并联支路环流特性,以及故障参数发展对环流特性的影响。对故障时的气隙磁密进行了推导,得到两条并联支路电势差表达式,分3种情况对并联支路的环流特性进行了分析。分析了短路程度加剧、两条支路有效匝数差增大、励磁电流增大等故障参数发展对环流特性的影响。实测了SDF-9型故障模拟发电机在3种不同匝间短路情况下的环流信号,实验结果与理论分析基本吻合。研究表明,当单条支路短路或两条支路不对称短路时,并联支路内部将产生基波与三次谐波环流,且环流数值将随短路不对称程度加剧或励磁电流增大而增大;当两条支路对称短路时,并联支路内部不产生环流,且不论短路如何发展、励磁电流如何增大,环流数值不变。

定子匝间短路位置对汽轮发电机转子铁心温升特性的影响

气隙静偏心广泛存在于发电机中,导致发电机气隙分布不均,当处于不同气隙长度中时,定子匝间短路表现出位置特性。本文分析汽轮发电机不同定子匝间短路位置下转子铁心的温升特性,首先推导发电机不同定子匝间短路位置下的磁通密度和铁心损耗的解析表达式;然后建立发电机三维电磁场与温度场仿真计算模型,对不同短路位置下的铁心损耗和温度进行求解计算;最后实测CS-5型故障模拟发电机在不同定子匝间短路位置下的转子铁心温度,实验结果与理论分析和仿真计算相一致。研究表明:定子匝间短路会显著增加转子铁心损耗与温度;特别地,随着短路位置越接近气隙最小位置处,转子铁心的温升越高。

大型发电机定子绕组匝间短路保护的讨论

结合运行经验 ,讨论大型发电机定子绕组匝间短路保护的实际应用问题。主要是高灵敏单元件横差保护的互感器问题和套数 ,不完全纵差保护动作特性的改进 ,大型汽轮发电机采用纵向基波零序电压保护的灵敏度问题 ,以及三元件裂相横差保护和故障分量负序方向 (ΔP2 )

发电机定子匝间短路对绕组电磁力的影响

该文分析了同步发电机定子匝间短路故障前后电枢绕组的电磁力特性。首先推导正常情况和定子匝间短路故障下的气隙磁通密度,得到定子绕组电磁力的解析表达式;然后建立发电机故障前后的三维有限元计算模型,对不同短路程度下的绕组电磁力进行了求解计算;最后实测MJF-30-6型隐极故障模拟发电机在正常运行和不同程度定子匝间短路故障下的电枢绕组振动响应,其实验结果与理论分析、有限元计算结果基本吻合。结果表明:正常情况下基波磁通密度产生的定子绕组电磁力只包含直流分量及二倍频成分;定子匝间短路故障下,定子绕组电磁力包含直流、二倍频、四倍频、六倍频成分;随着短路程度的加剧,绕组电磁力的直流量及二、四、六倍频成分幅值将随着增大。

凸极发电机定子绕组故障瞬变过程仿真及其规律探讨

以分支为基础 ,建立凸极发电机定子绕组内部故障瞬变过程的数字模型。通过将短路环等效为一个独立的分支 ,使各种故障经过变换后得到统一的形式。结合动模实验结果 ,对并网发电机内部故障后的瞬变规律进行探讨 ,研究故障后各电气量的变化对继电保护的影响 ,并对不同的故障类型进行了简单的比较。

大型发电机内部故障分析与计算软件的开发和应用

基于已通过多种实验验证的交流电机定子内部故障的多回路分析方法,开发了图形界面化的大型发电机内部故障分析软件,介绍了软件的主要功能和特点。该软件可以方便地确定电机实际可能发生的各种内部短路的类型和故障位置,然后进行准确的暂态或稳态仿真计算,并且全面、直观地查看仿真结果,还可校核主保护的灵敏度并分析其动作性能。通过对向家坝水电站某发电机可能发生的典型故障的计算与分析,总结了常见主保护动作死区内的故障类型及其电流分布特点和导致保护灵敏度较低的原因。

双馈感应电机在三相对称短路故障下的电流分析

为了研究双馈电机三相短路电流特性从而采取有效的故障保护,对机端短路时的定转子磁链进行了分析,推导出了带Crowbar保护电路的电阻和转子开路两种情况下定子电流最大值的不同表达式。采用Crowbar保护电路,可以有效地保护短路故障时的双馈电机转子绕组和变换器。仔细分析了采用Crowbar时的定子短路电流,得出最严重三相机端短路情况下定子短路电流的近似表达式。仿真结果验证了表达式的准确性。

TV故障引起的发电机定子接地保护动作分析

结合TV一次绕组匝间短路故障引起的发电机定子接地保护动作跳机实例,从发电机定子接地保护原理和TV绕组匝间短路故障数据两方面进行分析,认为TV一次绕组匝间短路引起的发电机定子接地保护动作属于正确动作,并介绍如何快速分析定位定子接地故障与TV绕组匝间短路故障的方法。

柔性光学电流互感器在水轮发电机保护及监测上的应用探索

长期以来作为微机保护装置电流信息来源的电磁型电流互感器(TA),由于其低频传变特性差、小电流非线性段以及安装难度大等缺点,限制了发电机保护性能的进一步提高;基于法拉第磁光效应的柔性光学电流互感器首先在智能化变电站得到应用,既解决了传统电磁型电流互感器的饱和问题,又克服了光电TA(用于数字化变电站)抗干扰能力差的缺点;且绕制灵活,适合于解决发电机保护及监测存在的一些技术难题。

大型汽轮发电机匝间短路保护必要性探讨

介绍了陡河发电厂４例发电机定子绕组短路故障情况，认为发电机定子绕组的同槽同相、发电机制造工艺的缺陷及绝缘材料的老化均可能造成匝间短路，因此有必要装设匝间保护。

一起水轮发电机横差保护动作原因分析及故障处理

针对一起水轮发电机横差保护动作故障进行分析,找出故障原因,提出改进措施。分析结果表明:由于7号、8号磁极间连片烧断,导致绕组发生匝间短路,引起横差保护动作;更换7号、8号磁极后,机组运行正常,再未发生横差保护动作现象。

基于气隙探测线圈与端部振动的百万机组转子匝间短路分析

针对某大型汽轮发电机运行中定子振动偏高的问题,介绍了定子绕组端部振动在线监测系统及气隙探测线圈的工作原理,以某百万机组2号发电机端部振动为例,从定子绕组端部振动和转子绕组匝间短路监测的角度,通过监测图像和数据计算分析得出机组振动的电气原因,并从实践角度解析发电机定子绕组端部振动在线监测系统在百万机组上的应用。

微机保护装置在望亭电厂发变组中的应用

介绍了由华东电力设计院设计的望亭发电厂 30 0MW发变组WFBZ - 0 1型微机保护的一些投运情况 ,对大型发电机转子一点接地保护、转子二点接地保护、定子匝间短路保护、失磁保护。

7RE2800电压闭锁继电器的应用

小浪底水力发电厂3号、4号机组发变组保护,在运行的几年间,曾发生发电机工况正常定子接地及匝间保护因一次熔断器熔断误动出口的现象。文中介绍应用7RE2800电压闭锁继电器闭锁ELIN公司80％定子接地保护和匝间保护的交流输入端的方法,解决了一次熔断器熔断时80％定子接地保护和匝间保护误动的问题,并提出预防电压互感器二次电压回路断线导致误闭锁的措施。

双馈式感应发电机定子匝间短路故障诊断措施

在双馈式感应发电机运转过程中,定子绕组匝间短路是一种经常遇到的故障。本文首先分析了发电机定子匝间短路故障出现后电磁特性的规律,然后利用多回路数学模型仿真计算了各种情况下匝间短路故障,深入研究了仿真结果,并用频谱对转子侧电流和定子侧电流进行了分析,制定了发电机定子匝间短路的应对措施。

发电机绝缘在线监测技术在海洋平台上的应用

发电机是海上采油平台重要的供电设备,目前对于发电机组的维修是预防性的,这有利于提前消除可能存在的故障隐患,但当设备不存在问题时,预防性维修不但耗费人力财力,而且可能会对原本良好的设备造成损害。为了能够实时掌握发电机转子及定子的运行状态,通过安装定子绕组局放耦合器,转子匝间短路监测磁通探头,可以实现对发电机定子绝缘、转子绝缘的持续性在线监测,变预防性维修为预知性维修,从而减少了发电机组因突发性事故造成的经济损失。