GENERATOR VIBRATION FAULT DIAGNOSIS METHOD BASED ON ROTOR VIBRATION AND STATOR WINDING PARALLEL BRANCHES CIRCULATING CURRENT CHARACTERISTICS

Rotor vibration characteristics are first analyzed, which are that the rotor vibration of fundamental frequency will increase due to rotor winding inter-turn short circuit fault, air-gap dynamic eccentricity fault, or imbalance fault, and the vibration of the second frequency will increase when the air-gap static eccentricity fault occurs. Next, the characteristics of the stator winding parallel branches circulating current are analyzed, which are that the second harmonics circulating current will increase when the rotor winding inter-turn short circuit fault occurs, and the fundamental circulating current will increase when the air-gap eccentricity fault occurs, neither being strongly affected by the imbalance fault. Considering the differences of the rotor vibration and circulating current characteristics caused by different rotor faults, a method of generator vibration fault diagnosis, based on rotor vibration and circulating current characteristics, is developed. Finally, the rotor vibration and circulating current of a type SDF-9 generator is measured in the laboratory to verify the theoretical analysis presented above.

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。

水轮发电机定子绕组不对称支路电磁参数计算模型

为了探讨水轮发电机定子绕组不对称支路参数的计算问题,根据交流电机多回路理论,建立了绕组不对称支路参数计算的数学模型,给出了应用有限元方法计算绕组不对称支路参数的通用方法。通过对样机计算表明,该方法可用于任意线圈组合的电磁参数计算,且计算结果准确;绕组各支路电磁参数的不一致完全体现了各支路不对称程度,不对称支路间的环流损耗随绕组不对称度的增大呈指数关系增长;采用有限元方法进行不对称绕组支路电磁参数的计算,为支路不对称绕组的设计提供了依据。

大型水轮发电机支路不对称定子绕组连接问题的探讨

本文对水轮发电机支路不对称定子绕组连接问题进行了探讨,通过对支路不对称绕组连接问题的分析,提出了水轮发电机支路不对称定子绕组的连接方法。通过对支路感应电势不对称度的分析,总结出了绕组连接方案选优依据。

基于并联支路环流特征的转子匝间短路故障识别

汽轮发电机转子绕组匝间短路是一种常见的发电机故障,为了对其进行状态监测和故障识别,提出了基于定子绕组并联支路环流特性的汽轮发电机转子绕组匝间短路故障识别方法。通过分析汽轮发电机正常运行及转子匝间短路故障运行时各参数的变化,得到了定子绕组并联支路电压差和环流特性,即理想电机在正常运行时不存在电压差和环流,而转子匝间短路故障导致发电机定子绕组并联支路之间出现了电压差和环流,其大小和分布与短路严重程度呈对应关系。最后,实测了MJF-30-6型故障模拟发电机正常运行及故障运行时的环流信号,与理论分析结果基本符合。

发电机气隙偏心时定子并联支路的环流特性分析

为了有效监测和诊断发电机主要的机械故障之一的气隙偏心故障,在分析发电机正常情况及气隙偏心故障时定子绕组并联支路环流特性的基础上,提出了一种基于环流特性的气隙偏心故障诊断方法。通过分析汽轮发电机在正常运行和气隙偏心故障时的气隙磁势、磁导、磁密,推导得到了发电机定子绕组各并联支路感应电势瞬时值和电势差的瞬时值表达式,然后结合静偏心、动偏心、动静复合偏心3种偏心故障下的气隙情况,具体分析了偏心故障下的定子并联支路环流的谐波成分特性及其与对应故障参数的变化关系,从而得到了定子绕组并联支路环流特性即故障使环流基频成分突出,环流值随偏心程度的加重而增大。实测SDF-9型故障模拟发电机气隙偏心故障时环流信号与理论分析结果基本符合。

一种新型同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法

同步调相机在电网中的运行时间较短,有关其故障特性和诊断方法的研究仍十分欠缺,因此文中提出一种基于支路电流相位差的同步调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法。该方法充分考虑了定子绕组匝间短路故障后故障绕组与同支路非故障绕组及其他非故障支路绕组间的互感,并在此基础上理论推导出故障相支路电流间的相位差。以一台TTS-300-2型同步调相机为例,利用有限元平台建立定子绕组匝间短路场路耦合仿真模型。结果表明:当调相机发生定子绕组匝间短路故障后,故障相支路电流间的相位差将会明显上升,并随着故障严重程度的加深而增大,且该特征基本不受故障位置和无功功率变化的影响。因此,支路电流相位差可以作为诊断同步调相机定子绕组匝间短路故障的有效依据。

发电机偏心故障的机电多重特征分析

详细分析了发电机发生气隙偏心故障时定子绕组并联支路的环流特征。首先推导了发电机正常运行时定子绕组并联支路间电压差的表达式,然后通过分析气隙静偏心和动偏心时各参数的变化得到了定子绕组并联支路的环流特性,从而得到了偏心故障的机电多重特征。实测的SDF-9型故障模拟发电机数据与理论分析结果基本吻合,揭示了气隙偏心的机械故障与发电机电气特征之间的关系,指出发电机的电流特征也可作为诊断发电机机械故障的依据。

汽轮发电机转子短路故障时定子环流特性分析

转子绕组匝间短路是发电机常见的电气故障之一,为了对其进行有效监测和诊断,在分析发电机正常情况以及在转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路的环流特性的基础上,提出了一种基于环流特性的转子绕组匝间短路故障诊断方法。通过分析汽轮发电机在正常运行和转子绕组匝间短路故障时的气隙磁势、磁导、磁密,推导得到了发电机定子绕组各并联支路感应电动势瞬时值和电势差的瞬时值表达式。然后详细分析了转子绕组匝间短路故障时定子绕组并联支路环流各次谐波成分与对应故障参数的变化关系,从而得到了定子绕组并联支路环流特性,故障将使环流频谱二倍频成分突出,环流值将随着转子绕组短路程度的加重而增大。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机正常及转子绕组匝间短路故障时环流信号,与理论分析结果基本符合。

汽轮发电机定子绕组三支路设计

本文介绍了汽轮发电机定子三支路绕组的接线原理﹑接线方式和定子槽数的选择,简述了三支路绕组的计算分析方法。

支路不对称发电机故障下定子电磁力仿真分析

针对定子支路不对称汽轮发电机在气隙静偏心、转子匝间短路单故障及复合故障产生的定子电磁力特性进行研究,建立了定子支路不对称汽轮发电机有限元模型,计算了故障前后作用于定子单位面积电磁力,并将计算结果与定子支路对称结果进行对比。结果表明:故障下支路不对称发电机定子电磁力的主要谐波频率与支路对称时情况相同,但各倍频的幅值与支路对称情况相比有明显不同。气隙静偏心故障时,支路不对称的定子电磁力二倍频幅值小于定子支路对称情况。转子匝间短路故障时,支路不对称的电磁力1、3、4倍频幅值大于定子支路对称情况,而2倍频幅值则相反。该结论可以为定子支路不对称汽轮发电机的状态监测与故障识别提供理论依据。

变量叶片泵叶片选择径向放置动力学分析

分析了双作用叶片泵叶片前倾,而单作用叶片泵叶片后倾的原因。对于学术界讨论的叶片倾角问题,通过变量叶片泵叶片滑出时的动力学分析,阐明单作用叶片泵叶片采用径向放置,而依靠控制相关结构参数及叶片与叶片槽之间的摩擦状况,同样可以保证其叶片顺利滑出。

汽轮发电机支路不对称定子绕组连接问题的探讨

对汽轮发电机支路不对称定子绕组连接问题进行了探讨,通过对支路不对称绕组连接问题的分析,提出了汽轮发电机支路不对称定子绕组的连接方法。通过对支路感应电势不对称度的分析,总结出了绕组连接方案选优依据。

一种三相交流电机双层定子绕组扩大并联支路数接线方法

本文提出了一种通过将绕组最小接线单元由线圈缩小到一个单边绕组,再运用本文提出的接线单元选取方法构成支路,在保证每相各支路对称的前提下,使三相交流电机双层定子绕组并联支路数在原有支路数的基础上扩大一倍。

300Mvar空冷隐极同步调相机多并联支路定子绕组端部接线结构优化

本文研究的300Mvar空冷隐极同步调相机定子绕组采用多并联支路设计,绕组端部接线结构紧凑,需采取特殊措施避免电晕。针对此情况,笔者提出了一种新的定子绕组端部接线结构,该设计仅改变每条支路极相组的连接顺序,操作简便易行。并将原设计并联环与新设计并联环的区域合成电流及电势差进行对比分析,结果表明,本文提出的定子绕组端部接线结构可以使处于不同相带的两个相邻的定子线棒之间的电压降低为传统接法的50%,将调相机的起晕电压提高至以往结构的2倍,显著地提高了调相机的耐电晕性能。

大型永磁风力发电机绕组短路主保护配置方案研究

定子绕组短路主保护配置方案的选择是大型发电机安全可靠运行的前提。文章首先分析了大型永磁风力发电机定子绕组短路故障类型和数目,主要是对GW82-1500永磁风力发电机绕组的故障类型、位置和数目做出统计。然后通过有限元法,计算出发电机绕组短路时各相及各分支电流,进而对各种差动保护的灵敏度进行分析计算,得出主保护装置动作时易致保护死区的位置。根据匝间短路和相间短路的分析结果,总结了灵敏度变化规律,在此基础上,提出了GW82-1500发电机绕组主保护配置方案。

基于多回路理论的交流励磁电机转子绕组内部故障仿真与实验研究

交流励磁电机正逐步应用于变速抽水蓄能机组。与和常规水电机组相比,抽水蓄能机组由于转速高且启停频繁,它的转子绕组振动更剧烈,也更容易发生磨损并导致内部故障,因而需要研究针对变速抽水蓄能机组转子绕组内部故障的主保护方案。本文研究交流励磁电机的转子绕组内部故障时采用多回路理论,首先将多回路建模法应用于交流励磁电机并编写程序以进行暂态故障仿真;然后在特制的交流励磁样机上进行不同工况下,转子绕组内部不同短路类型的故障实验,验证仿真计算的正确性。为了制定针对性强的主保护方案,本文进一步分析交流励磁电机转子绕组内部故障时的物理机理和电气特征,并据此提出监测定子分支环流的新型保护方案。

定子绕组端部新型连接方法

论述了发电机定子绕组端部一种新的连接方法,可以使绕组端部的股线在一个极相组内经过相同的路径,从而抑制端部漏磁场在线圈端部产生的附加损耗,有利于提高发电机效率。

双馈异步发电机新等效(值)电路及其电力潮流定量分析计算

双馈异步发电机常规型等效(值)电路上,可以确定其定子端口、定子支路和转子端口、转子支路的有功功率和无功功率;由于,其双馈异步发电机激磁支路没能分解为定子侧激磁支路和转子侧激磁支路,所以,其激磁支路定子侧发电机内电势、转子侧发电机内电势或电动机电势和相应的有功功率和无功功率,以及其相互定量关系,还不能准确定量分析计算出来。但是,通过双馈异步发电机新等效电路及其电力潮流定量分析计算,可以确定定子侧激磁支路发电机内电势、转子侧激磁支路发电机内电势或电动机电势和相应的有功功率和无功功率,以及其相互定量关系。双馈异步发电机新等效(值)电路分基本型和简化型。双馈异步发电机基本型等效(值)电路,可以无条件地部分分解其激磁支路;双馈异步发电机简化型等效(值)电路,在激磁电阻为零的条件下,也可以把其激磁支路完全分解为定子侧激磁支路和转子侧激磁支路。