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以槽电势为分析单元的大型发电机定子接地故障定位方法

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电力自动化设备 2022年第11期42卷 204-210,217页

作者：乔健尹项根王义凯谭力铭徐雯李伟华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院北京100053

已有的大型发电机定子绕组单相接地故障定位方法一般以线圈匝电势为分析单元,对于短距绕组的机组存在理论误差。为此,提出一种以槽电势为分析单元的大型发电机定子单相接地故障定位方法。首先,基于绕组连接顺序,以槽电势为单元建立定子... 详细信息

已有的大型发电机定子绕组单相接地故障定位方法一般以线圈匝电势为分析单元,对于短距绕组的机组存在理论误差。为此,提出一种以槽电势为分析单元的大型发电机定子单相接地故障定位方法。首先,基于绕组连接顺序,以槽电势为单元建立定子绕组电势分布的解析表达式。然后,针对发电机是否配备注入式定子接地保护采取不同的故障定位方案。若配备注入式定子接地保护,则基于注入式设备的过渡电阻测量值构造故障评价指标。若未配备注入式定子接地保护,则引入3次谐波测量值构造不含过渡电阻的故障评价指标。最后,在故障相人为设置多个虚拟参考点,结合绕组电势分布计算各虚拟参考点的故障评价指标,将计算值最小的虚拟参考点视为故障位置,进而确定故障所在槽编号。利用在PSCAD中搭建的准分布参数仿真模型验证了所提方法的有效性。

关键词：大型发电机定子接地故障绕组电势分布故障定位

自适应工况的大型水轮发电机定子接地故障定位方法

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电工技术学报 2022年第17期37卷 4411-4422页

作者：谭力铭尹项根王义凯乔健徐雯强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学) 武汉430074

定子接地故障是大型水轮发电机中最为常见的故障类型,有效的接地故障定位方法能够缩短故障排查时间,提高供电可靠性。现有定位方法未考虑负载工况下电枢反应对绕组电压分布的影响,该文基于对电枢反应机理的深度研究,得出不同负载工况下... 详细信息

定子接地故障是大型水轮发电机中最为常见的故障类型,有效的接地故障定位方法能够缩短故障排查时间,提高供电可靠性。现有定位方法未考虑负载工况下电枢反应对绕组电压分布的影响,该文基于对电枢反应机理的深度研究,得出不同负载工况下定子绕组电压与空载情况下定子绕组电动势分布规律相同的结论。据此,该文提出自适应工况的大型水轮发电机定子接地故障定位方法。根据空载情况下发生接地故障时中性点电压和故障绕组电压间的幅值相位关系构建故障评价函数,并依据机端电压的实际测量值确定实时工况下的故障绕组电压分布形式,对故障评价函数进行调整。在故障绕组上设置虚拟故障点并计算各点对应的故障评价函数,将其极小值对应的点定义为故障定位结果。在PSCAD/EMTDC中搭建水轮发电机的准分布参数模型进行仿真验证,仿真结果表明所提定位方法在不同的故障场景和运行工况下均能准确定位故障位置,为故障检修提供参考。

关键词：大型水轮发电机定子接地故障电枢反应故障绕组电压分布故障评价函数

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

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电力系统保护与控制 2023年第6期51卷 1-9页

作者：尹项根王义凯谭力铭乔健尹昕强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北武汉430074 电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学) 湖北武汉430074 武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

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... 详细信息

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。

关键词：大型旋转电机定子接地故障双频有源调控自适应保护

发电机定子接地故障双频有源消弧策略及故障类型辨识

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电工技术学报 2022年第19期37卷 4835-4847页

作者：王义凯尹项根谭力铭乔健尹昕强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

海洋核动力平台运行环境恶劣,发电机定子接地故障频发,故障严重时将损伤定子铁心,但盲目快速切机会导致核反应堆负荷失电,威胁平台安全运行。为保证发电机自身安全及核反应堆负荷供电安全,该文提出基于双频电压调控的发电机定子接地故... 详细信息

海洋核动力平台运行环境恶劣,发电机定子接地故障频发,故障严重时将损伤定子铁心,但盲目快速切机会导致核反应堆负荷失电,威胁平台安全运行。为保证发电机自身安全及核反应堆负荷供电安全,该文提出基于双频电压调控的发电机定子接地故障有源消弧及辨识方法。基于电压补偿型消弧原理,在发电机中性点外加包含基波及3次谐波分量的电压源,通过控制输出电压与故障电动势幅值相等、相位相反,抑制故障点电压为零,实现有效熄弧。在辨识接地故障类型时,与接地故障安全风险分析相结合。安全风险高的情况下,调节外加基波电压的同时控制接地故障电流在安全电流范围内,并利用瞬时性和永久性接地故障条件下中性点基波零序电流和基波零序电压间相位差的差异构建故障辨识判据。仿真和动模实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词：海洋核动力平台双频电压调控定子接地故障有源消弧故障辨识安全电流