同步发电机转子绝缘监察方法

随着电力工业的发展,电力系统越来越庞大且复杂。目前仅依靠人工检测发电机转子绕组绝缘电阻的方式耗时耗力,越来越无法满足电力系统的需求。为此提出了同步发电机的转子绝缘监察方法,该方法可自动计算出发电机转子绕组的接地电阻,能够用于非在线监测同步发电机转子绕组接地电阻。阐述了同步发电机的基本原理,分析了转子接地的发生及其危害性,并给出相应的措施,进一步提出了转子在运行中的监视方法。该方法能够节省大量人工测量和计算的劳动强度,对确保发电机安全可靠运行具有重要意义。

基于双频有源调控的大型机组定子接地故障电弧抑制及自适应保护

随着“碳达峰、碳中和”目标部署的实施,在新型电力系统中,因大型旋转电机需要担负更重要的功率调控和稳定支撑作用而对其提出了更高的安全平稳运行要求。对于最易发生的定子接地故障,如何有效抑制机组电弧损伤和避免刚性切机冲击显得尤为重要。首先提出基于双频有源调控的大型机组定子接地故障消弧和限流方法,可实现瞬时性故障治愈、永久性故障安全限流,保障定子铁心安全。其次提出与有源消弧协同的接地故障自适应保护方法,可实现柔性平稳切机控制,提高机组和电网的安全性。最后通过仿真和动模试验验证了所提方法的有效性,其消弧和限流效果优于现有无源消弧方法。

含分布式电源的小电阻接地系统分区域零序保护

小电阻接地系统中并网分布式电源的网侧中性点采用小电阻接地方式能够减小孤岛系统带故障运行时的过电压,也改变了原有小电阻接地系统的单相接地故障特征,导致现有的高阻接地故障保护方案不适用。文中分析了主网和分布式电源均采用中性点经小电阻接地的配电系统的单相接地故障特性,根据故障线路和非故障线路的零序电流幅值和相位特征将线路划分为两个区域,区域1为各中性点之间连接的线路,区域2为除各中性点连接线路以外的线路,并提出基于零序相位差动保护和零序电流幅值比保护的分区域零序保护方案。最后,利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,通过对低阻接地故障、线性高阻接地故障和非线性高阻接地故障进行仿真,验证了保护方案的正确性。

小电阻接地有源配电网比幅比相式接地保护

针对小电阻接地有源配电网单相接地短路,提出一种零序电流比幅比相式保护方案。根据逆变型分布式电源控制策略、并网接地方式及约束条件,建立逆变型分布式电源并网等效模型。考虑多逆变型分布式电源分散接入的网络结构、不同出线长度和过渡电阻等场景,分析有源配电网单相接地短路特征,并考虑现场应用情况和测量误差,提出利用各出线及中性线零序电流的高灵敏度接地保护判据。保护按躲过正常运行时不平衡电流启动,整定值低,灵敏度高,不受分布式电源灵活投切影响,过渡电阻高达1000Ω时依然可靠。仿真结果证明了所提接地保护方案的有效性。

浅析发电机转子绕组接地原因及危害

上海某电厂配有四台联合循环机组,每台机组装机容量为400 MW,发电机为上海发电机厂制造,采用德国西门子同步交流发电机技术,冷却方式为水氢氢。发电机出口设有开关和闸刀,正常并、解列操作通过出口开关进行。励磁系统为自并励静止可控硅整流励磁系统,主要由励磁电源变压器、三相全控桥式整流器、灭磁开关等组成。以该电厂2020年7月至9月间#1、#2机组启动时多次出现发电机转子绕组接地报警为例,分析了接地原因、危害及最终的解决方案。

大型水电站机组定子一点接地保护动作故障分析

发电机定子一点接地故障是发电机常见故障之一,但由于发电机直连一次设备与发电机定子电气参数相似,目前常规定子接地保护装置无法准确定位故障点给事故排查造成困扰。本文针对某大型水电站一起发电机定子一点接地保护动作跳闸事故,结合发电机定子一点接地保护配置,辅助以故障录波图分析,可以达到迅速定位故障点的目的,为事故应急处置提供依据,大大缩短了机组故障停运的时间,具备一定的行业参考意义。

水轮发电机转子一点接地故障分析与处理

综合多起水轮发电机转子一点接地故障排查经验,提出了总体上按励磁测量保护回路、励磁直流回路、励磁交流回路对转子一点接地故障的回路检查方法,规范了故障排查流程,提高了排查效率。同时针对水轮发电机空载态报转子一点接地故障且故障点50%,从发生原理进行深入剖析、系统总结,采取相应措施为后续有效处理类似故障保障。

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。

发电机乒乓式转子接地保护电路设计

基于有关文献中几种乒乓式发电机转子接地保护电路的分析,确定了一种较为合理的电路结构,并具体阐述了转子一点接地的检测原理。详细分析了保护电路中各主要环节的特征、电路实现要点及可供选择方案,提出了相关环节的具体实现电路和元件参数。通过对转子一点接地保护的灵敏度分析,证实了该设计的实用价值。

不依赖注入式原理的定子单相接地故障定位方法

提出了一种发电机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,为故障排查提供定性参考。根据定子单相接地故障后三相机端对地电压的特点,判断出故障相别。将机端三相电压均以故障相电动势表示,通过比较三相电压的平方差,即可求得定子接地故障过渡电阻值和接地故障位置。该方法不依赖于注入式定子接地保护,简单易行,可广泛推广应用。现场录波数据验证了该方法的正确性。

发电机转子绕组接地故障定位功能的商榷

介绍了发电机转子绕组接地故障定位原理,其精确性取决于转子一点接地相对位置的计算精度。分析了影响接地故障定位精确性的几个因素。转子不稳定接地、碳刷接触不良均会使得转子接地相位位置计算产生偏差,从而导致故障定位不准。励磁变压器低压侧单相接地故障时,也会导致转子接地电阻计算值下降,由此接地相对位置计算值进行故障定位,必然会导致定位错误。研究结果表明,转子接地故障定位结果仅能作为定性参考,没有必要配置专门的转子接地定位装置。

发电机机端电压互感器匝间短路导致定子接地保护动作分析

近年来,发生了多起发电机机端电压互感器(TV)一次绕组匝间短路导致定子接地保护动作的事故,增加了故障排查的工作量。文中推导了TV一次绕组匝间短路时,对地相电压和线电压的计算公式,得出故障发生时定子对地零序电压升高,对地电压最高相(比正常时有所升高)的下一相即为故障相,以及线电压没有明显变化的结论,并通过现场录波数据验证了理论分析的正确性。文中还提出了利用注入式定子接地保护的电阻判据区分TV一次绕组匝间短路和定子接地故障的思路,为快速排查故障提供参考。

大型水电机组保护若干问题探讨

对大型水电机组保护的若干实际应用问题进行了探讨,包括中性点多分支不完全引入对发电机后备保护的影响、大型水电机组的转子接地保护方案、高灵敏横差保护与转子接地保护的配合问题、机端断路器开关失灵保护与TPY级CT的配合问题、失磁保护转子电压接入方式等。通过具体分析和现场的运用实践,针对上述问题给出了具体的建议:宜将中性点分支电流全部引入保护装置;失磁保护用转子电压宜采用4～20mA变送器传变或者经分压器降压后接入保护装置。

大型发电机中性点组合型接地方式的分析与探讨

为限制接地故障电流,同时方便应用定子接地保护,大型发电机上采用了一种折中的组合型接地方式:在接地变压器低压侧负载电阻两端并联一个电感。给出了组合型接地方式的等值电路;对组合型接地方式进行选型计算,原则是电阻电流等于补偿后的电容电流,并将故障电流限制在10～25 A范围内。将组合型接地方式和常规的高阻接地方式进行了对比,对比结果表明组合型接地方式的并联电感值越小,越能有效地限制接地故障电流,但是采用组合型接地方式后失谐度、阻尼率会减小,进而导致传递过电压、位移电压有所增大。希望分析及探讨有助于组合型接地方式的选型设计及推广应用。

关于发电机转子接地保护几个问题的探讨

分析了轴电压吸收回路以及接地碳刷与大轴间接触电阻对发电机转子接地保护的影响,并分别提出了相应的对策和注意事项。可通过延长电子开关切换周期或方波电源周期消除轴电压吸收回路的影响,应保持接地碳刷与转子大轴间接触良好。探讨了旋转励磁机组转子接地保护的构成方式,建议采用定期检测方式。

大型水轮发电机定子接地方式及其继电保护的相关问题分析

分析了目前我国大型水轮发电机定子中性点接地的主要方式及其单相接地继电保护原理和存在的问题。分析了中性点经配电变压器接地方式和经消弧线圈接地方式各自的优点和不足,讨论了现阶段双频式保护的原理和导致其误动的原因以及相关的防范措施。介绍了外加电源注入式保护和一些新技术的发展情况。最后对大型水轮发电机定子单相接地保护技术做了总结和展望。

一种新型的发电机转子接地保护装置的研制

为提高现有发电机监测系统对转子接地故障的识别能力,研究了一种新的基于切换采样原理的发电机转子接地保护,并开发出相应的微机保护装置,该装置能实时监测发电机转子绕组的绝缘情况,判断转子绕组是否发生接地故障,确定故障位置,且灵敏度较高。该装置已投入现场试运行,效果良好。

注入式定子接地保护的现场试验、整定和分析

注入式定子接地保护在国内大型发电机组,尤其是水轮机组中应用越来越多,其与基波零序电压和3次谐波电压保护构成2套不同原理的100%定子接地保护。结合注入式定子接地保护原理,总结了某电厂注入式定子接地保护现场试验过程和调试、整定方案。试验数据和结果表明了注入式定子接地保护的准确性。另外,对试验过程中出现的一些新问题做了分析,并给出了建议。

高准确度外加20 Hz电源定子单相接地保护的研制

分析了发电机中性点处配电变压器对外加20 Hz电源定子单相接地保护的影响。基于许继WFB-800型发变组保护硬件平台,研制了考虑中性点配电变压器参数影响的高准确度定子单相接地保护,试验验证了保护中计算接地故障过渡电阻方法的准确性,并分析和给出了防止20 Hz电源及其引线故障误动作的措施。

微电网保护研究综述

微电网的保护是微电网大规模发展过程中需要解决的关键问题之一。由于微电网存在孤岛运行模式以及分布式电源的大量接入,导致其故障电流的特征不明显,使得配电网中传统的保护策略存在拒动或者误动的情况,国内外研究人员针对此问题展开广泛研究。总结并分析了近年来微电网保护领域内的研究成果,首先梳理出微电网保护需要克服的难点和关键技术,然后将相关文献中采用的微电网保护方法分成七类,分别归纳了差动保护、过流保护、距离保护、自适应保护、基于电压量的保护、基于智能算法的保护以及故障电流补偿方法的技术特点和适用性。最后,在结论部分给出了微电网保护技术的主要特点和未来发展趋势,为其后续研究和应用提供参考。