汽轮发电机转子匝间短路对定子热响应特性的影响

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作者 张文 何玉灵 +3 位作者 徐明星 代德瑞 王晓龙 李俊卿 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期13-24,共12页

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... 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。 展开更多

关键词 汽轮发电机 转子匝间短路 强励动作 损耗特性 定子 热响应

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基于PDC法的大型发电机定子线棒主绝缘热老化状态评估 被引量：1

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作者 王思宇 周凯 +2 位作者 朱光亚 杨帅 刘雁 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第6期68-75,共8页

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响,造成定子线棒绝缘劣化乃至失效,影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性,首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。... 大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响,造成定子线棒绝缘劣化乃至失效,影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性,首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。依据PDC测试结果,提取出稳态电导电流、0.1 Hz极化/去极化损耗、不对称系数等基本特征参量;随后再利用奇异值分解(SVD)算法对线棒样本的PDC数据进行扩展德拜模型的分析,得出其模拟电路的支路数和支路参量,通过分析明确老化过程中上述特征参量的变化规律。最后对不同热老化时长的样本进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,从微观角度进一步明确上述绝缘后固化和劣化过程的机理。结果表明:随着绝缘老化程度加剧,稳态电导电流和0.1 Hz极化/去极化损耗增加,不对称系数偏离1的程度加剧,界面极化时间常数τ2减小。 展开更多

关键词 定子线棒绝缘 极化/去极化电流法 热老化 特征参量

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双馈风力发电机定子电流谐波分析 被引量：33

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作者 王中 孙元章 +1 位作者 李国杰 李志国 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1-5,共5页

介绍了双馈电机的数学模型,并在此基础上总结了双馈电机定子电流谐波的来源和基本特点;基于对一台30 kW和一台1.5 MW双馈电机的具体试验数据,结合理论分析得到了齿谐波、开关谐波、电网电压引入的谐波等各种电流谐波的频谱特征,总结了... 介绍了双馈电机的数学模型,并在此基础上总结了双馈电机定子电流谐波的来源和基本特点;基于对一台30 kW和一台1.5 MW双馈电机的具体试验数据,结合理论分析得到了齿谐波、开关谐波、电网电压引入的谐波等各种电流谐波的频谱特征,总结了定、转子谐波电流之间的关系;根据各种谐波的特点提出了减小定子电流谐波的方法,并将这些方法应用在1.5 MW双馈风力发电样机系统中,给出了满容量发电时的电流谐波试验结果,验证了这些方法的实用性。 展开更多

关键词 双馈电机 定子电流 谐波 风力发电 频谱特性

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计及撬棒保护影响的双馈风力发电机组故障电流特性研究 被引量：59

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作者 孔祥平 张哲 +2 位作者 尹项根 王菲 隆茂 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1-10,共10页

为了研究对称及不对称电网故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性,建立了两相静止坐标系下双馈风力发电机组的动态模型。对近区严重故障且撬棒保护动作情况下双馈风力发电机组的定子绕组磁链动态过程进行了研究,提出了一种兼顾精确... 为了研究对称及不对称电网故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性,建立了两相静止坐标系下双馈风力发电机组的动态模型。对近区严重故障且撬棒保护动作情况下双馈风力发电机组的定子绕组磁链动态过程进行了研究,提出了一种兼顾精确性和简易性的定子绕组磁链简化计算模型。以此为基础,对对称故障和不对称故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性进行了分析,得到了其解析表达式,建立了故障电流的等效计算模型。数字仿真结果表明,理论分析结果在故障发生后的前2个工频周期内具有很高的精确度,可以满足继电保护原理研究和整定计算的应用要求。 展开更多

关键词 双馈风力发电机组 撬棒保护 定子绕组磁链 故障电流特性 等效计算模型

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定子匝间短路对发电机并联支路环流特性的影响 被引量：16

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作者 何玉灵 万书亭 +1 位作者 唐贵基 武玉才 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期1-7,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 汽轮发电机 定子匝间短路 并联支路 环流特性

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定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响 被引量：24

6

作者 郝亮亮 孙宇光 +1 位作者 邱阿瑞 王祥珩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第30期61-68,共8页

为研究定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响,对一台12 kW、6极同步发电机的定子绕组连接进行了不同形式的变换,利用经过实验验证的多回路分析法分别对不同定子绕组形式的电机所发生的同一种转子匝间短路故障进... 为研究定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响,对一台12 kW、6极同步发电机的定子绕组连接进行了不同形式的变换,利用经过实验验证的多回路分析法分别对不同定子绕组形式的电机所发生的同一种转子匝间短路故障进行了计算,通过傅里叶分解得到了稳态故障电流的谐波特征,并进行了比较分析。计算与分析表明,发生励磁绕组匝间短路故障后,电机定、转子电流会出现不同于机端外部短路、定子内部短路等其它故障的稳态电流谐波特征,且不同定子绕组形式的电机表现的特征也各不相同。对励磁绕组匝间短路故障监测与保护的研究,需建立在科学的故障计算基础上,对不同型号的电机都需具体分析计算,根据实际情况选择用来检测或保护的特征量。 展开更多

关键词 同步发电机 励磁绕组匝间短路 稳态电流特征 定子绕组形式 多回路方法

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定子电流二次方法的异步电机转子复合故障诊断 被引量：6

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作者 王臻 李承 +2 位作者 林志芳 许允之 陈旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期50-56,共7页

为了突出故障早期的故障特征信息,避免复杂算法,实现故障早期状态在线监测,提出定子电流二次方法(流方)的笼型异步电机转子复合故障检测。定子电流经过二次方后转移和放大了定子电流中的故障信号,由于转子断条和气隙偏心的故障特征频率... 为了突出故障早期的故障特征信息,避免复杂算法,实现故障早期状态在线监测,提出定子电流二次方法(流方)的笼型异步电机转子复合故障检测。定子电流经过二次方后转移和放大了定子电流中的故障信号,由于转子断条和气隙偏心的故障特征频率在频谱分布上的差距,转子复合故障得到分离和辨识。同时比较了单相流方和三相总流方对复合故障的诊断效果。复合故障时,流方的故障频率不是单一故障频率的直接累加,还包括两故障频率所引起的交叉干扰项。实验表明,随着断条数的增加,复合故障中表征断条的故障特征分量的幅值增加,有利于故障程度的量化和诊断系统的建立。 展开更多

关键词 定子电流二次方 转子复合故障 故障特征频率 在线监测 交叉干扰

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考虑电流动态的无轴承异步电机解耦控制策略 被引量：13

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作者 卜文绍 祖从林 路春晓 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1561-1567,共7页

目前的无轴承异步电机解耦控制策略没有考虑定子电流动态影响,限制了其控制性能的提高.为此,本文首先分析了电机的数学模型,在考虑转矩系统定子电流动态的前提下,建立了无轴承异步电机的状态方程;在系统可逆性分析的基础上,解析推导出... 目前的无轴承异步电机解耦控制策略没有考虑定子电流动态影响,限制了其控制性能的提高.为此,本文首先分析了电机的数学模型,在考虑转矩系统定子电流动态的前提下,建立了无轴承异步电机的状态方程;在系统可逆性分析的基础上,解析推导出了无轴承异步电机的逆系统动态数学模型;基于逆系统方法,研究了转速、转子磁链和两个径向位移分量之间的动态解耦控制策略.仿真研究结果表明:控制系统具有优良的动态解耦性能和较强的抗负载挠动能力.所提出的解耦控制策略是有效的、可行的,并可在一定程度上简化控制系统结构. 展开更多

关键词 异步电机 无轴承转子 解耦控制 定子电流动态 转子磁链定向控制 逆系统建模

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发电机偏心故障的机电多重特征分析 被引量：6

9

作者 万书亭 孔江生 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期347-350,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 发电机 气隙偏心故障 多重特征 振动 定子绕组并联支路环流

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基于变频器网侧电流感应电机定子故障诊断 被引量：4

10

作者 阳同光 桂卫华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期101-106,共6页

提出一种基于变频器网侧电流频谱分析的感应电机定子故障诊断方法。当感应电机发生定子故障时,定子电流负序分量将通过逆变器、整流器向变频器网侧传播,将在网侧电流频谱中出现故障特征频率成分。分析电网负序电压对感应电机定子电流、... 提出一种基于变频器网侧电流频谱分析的感应电机定子故障诊断方法。当感应电机发生定子故障时,定子电流负序分量将通过逆变器、整流器向变频器网侧传播,将在网侧电流频谱中出现故障特征频率成分。分析电网负序电压对感应电机定子电流、变频器网侧电流的影响,发现电网负序电压分量在网侧电流中形成的故障特征频率与定子故障时的网侧电流故障特征频率存在明显不同,选择容易测取的网侧电流可构成定子故障诊断新判据。实验结果表明:利用变频器网侧电流频谱分析能有效进行定子故障诊断,且不受电网负序电压的影响。 展开更多

关键词 交流调速系统 定子故障 特征频率 负序电流

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行星齿轮机电耦合动力学及其电参数影响机理研究 被引量：2

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作者 肖正明 刘佳伟 +1 位作者 谭加林 郑胜予 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期78-85,175,共9页

针对机电系统动力学响应与电参数变化的相互作用机制问题,将时变啮合刚度及太阳轮处时变轴承刚度表示为转角的函数,建立了适用于不同转速工况的电机-齿轮机电耦合模型。使用dq轴坐标变换法推导了机械系统动态特性与电机定子电流的作用... 针对机电系统动力学响应与电参数变化的相互作用机制问题,将时变啮合刚度及太阳轮处时变轴承刚度表示为转角的函数,建立了适用于不同转速工况的电机-齿轮机电耦合模型。使用dq轴坐标变换法推导了机械系统动态特性与电机定子电流的作用关系。基于精细的机电耦合模型,计算得出了振动响应及电机定子电流响应的频率特性,揭示了啮合频率与轴承频率在定子电流中的映射规律。研究结果表明:定子电流频率会受到机械部分频率调制作用从而产生相应边频,该边频成分可用于判断机械系统运行情况;啮合频率及其倍频直接与电流频率发生调制体现在电流频谱中,轴承频率先与啮合频率卷积再与电流频率发生调制才体现在电流频谱上;在不同转速下工况下,齿轮以及轴承特征频率偏移也能体现在电流频域上。 展开更多

关键词 电机-齿轮系统 机电耦合 动力学特性 定子电流特征分析

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不同控制策略下定子双绕组感应发电机稳压效果与运行特性分析

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作者 韩力 卢彬 罗张尧 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期140-146,共7页

针对基于两状态优化开关表的直接功率控制策略的不足,提出了基于三状态优化开关表的直接功率控制策略(IDPCS)。在此基础上,在定子双绕组感应发电机(DWIG)轻载建压、转速变化及负载突变工况下,针对IDPCS与滞环电流控制策略(HCCS)的动态... 针对基于两状态优化开关表的直接功率控制策略的不足,提出了基于三状态优化开关表的直接功率控制策略(IDPCS)。在此基础上,在定子双绕组感应发电机(DWIG)轻载建压、转速变化及负载突变工况下,针对IDPCS与滞环电流控制策略(HCCS)的动态和静态稳压控制效果进行了对比分析,进而对DWIG在上述2种控制策略下的空载调节特性、负载调节特性及效率特性进行了比较。结果表明,无论采用何种控制策略,DWIG均能实现建压,在转速变化、负载突变等工况下均能实现恒压输出,且DWIG运行特性的变化规律一致;HCCS的动态与静态稳压控制效果均优于IDPCS,且随转速升高两者的稳压控制效果均逐渐改善;与HCCS相比,采用IDPCS可使DWIG效率更高,尤其在高速情况下。 展开更多

关键词 定子双绕组感应发电机 滞环电流控制 改进的直接功率控制 稳压效果 运行特性

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RSC扰动分量与转差频率耦合引起的DFIG定子间谐波电流解析模型 被引量：17

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作者 廖坤玉 陶顺 +3 位作者 姚黎婷 肖湘宁 杨琳 贺静波 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期1076-1083,共8页

研究双馈风机(double fed induction generator,DFIG)的间谐波产生机理和传变规律对于分析风电的次同步振荡和电能质量问题兼具理论必要性和工程迫切性。为此,文章考虑转子侧变流器(rotor side converter,RSC)在逆变侧产生的扰动电压分... 研究双馈风机(double fed induction generator,DFIG)的间谐波产生机理和传变规律对于分析风电的次同步振荡和电能质量问题兼具理论必要性和工程迫切性。为此,文章考虑转子侧变流器(rotor side converter,RSC)在逆变侧产生的扰动电压分量,根据双馈风机的稳态电压方程和磁链方程,构建了DFIG间谐波等效电路数学模型;通过坐标变换将转子与定子电气量统一于同步速dq旋转坐标系中;然后经推导和坐标反变换建立了RSC扰动分量与转差频率耦合引起的DFIG定子间谐波电流解析模型。在PSCAD平台上搭建双馈风机并网算例,仿真结果验证了该模型的准确性。最后利用该模型进行定量计算,分析了RSC扰动分量在DFIG中的传变规律和感应出的定子间谐波电流随风速变化的时变特性,从而为DFIG中定子间谐波电流的抑制奠定了基础。 展开更多

关键词 RSC扰动分量 转差频率 定子间谐波 解析模型 传变规律 时变特性

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基于定子电流特性分析的渣浆泵故障预测

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作者 杨天皓 宋涛 +3 位作者 余刚 王庆凯 邹国斌 李康 《中国矿业》 2023年第S01期204-208,共5页

磨矿分级流程使用渣浆泵输送矿浆并为旋流器提供分级所需的入口压力。渣浆泵输送的矿浆颗粒较大、矿浆浓度与粒度未知,易引发堵转、短路等事故,且事故难以预测。针对这一问题,利用定子电流中所反映的渣浆泵运行信息,结合EMD自适应分解... 磨矿分级流程使用渣浆泵输送矿浆并为旋流器提供分级所需的入口压力。渣浆泵输送的矿浆颗粒较大、矿浆浓度与粒度未知,易引发堵转、短路等事故,且事故难以预测。针对这一问题,利用定子电流中所反映的渣浆泵运行信息,结合EMD自适应分解方法与LSTM学习算法,提出了基于定子电流多尺度特性分析的渣浆泵故障预测方法。利用工业数据验证表明,该方法可有效预测矿用渣浆泵故障,可帮助生产技术人员提前给出切换备用泵的决策依据。 展开更多

关键词 EMD自适应分解算法 LSTM算法 渣浆泵故障预测 定子电流多尺度特性 磨矿分级过程

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