大型调相机内部故障特征及纵向零序电压保护性能分析

大型调相机(容量为300 Mvar)实际运行中存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护或匝间短路保护性能不完善将是调相机安全运行的严重隐患。文中运用"多回路分析法",对两种冷却方式大型调相机所有实际可能发生的内部故障进行了仿真分析,分析结果表明大型调相机现有主保护配置方案(完全纵差保护+纵向零序电压保护)存在较大的保护死区。进一步分析了纵向零序电压保护不能动作的故障类型,为大型调相机主保护性能的改善提供借鉴。     

基于小波变换的发电机定子单相接地保护能量法

根据发电机发生单相接地故障时机端和中性点零序电压存在故障分量，并且两侧故障分量近似相同的特点，提出了利用小波变换检测发电机定子单相接地故障的能量法。该方法在不同尺度下对两侧零序电压的故障分量进行小波变换，将高频部分之和与差分别作为保护的动作信号和制动信号，计算数据窗内相应信号的谱能量作为保护的动作量和制动量，通过比较动作量和制动量的大小检测发电机单相接地故障。通过在制动信号中引入噪声估计考虑噪声的影响，提高了保护判据的可靠性。仿真和试验结果验证了该保护方案具有较高的灵敏度与可靠性。     

基于3次谐波电压故障暂态分量的定子单相接地保护

在分析发电机定子单相接地故障产生的故障暂态分量信息特征的基础上，提出了一种定子单相接地暂态保护方案。该保护方案根据单相接地故障后机端和中性点3次谐波电压的故障暂态分量近似相同的特点，把两个故障分量的相量和与相量差分别作为保护动作信号及制动信号，通过比较数据窗内相应信号的谱能量检测定子单相接地故障。仿真和试验结果表明新的暂态保护判据灵敏度高，不受发电机运行工况的影响，具有较好的鲁棒性。     

基于多回路－有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障保护方案校验方法

同步发电机数学模型是进行故障暂态仿真，设计、校验保护方案的理论基础。文中将多回路方法与电磁场有限元计算相结合，建立了同步发电机的多回路一有限元耦合数学模型，其突出优点在于：可以同时计及定子绕组对地分布电容，磁路饱和、磁极形状、齿槽效应等因素，适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析及保护方案(尤其是三次谐波电压保护方案)校验。应用该数学模型完成了同步发电机定子单相接地故障暂态数字仿真，仿真与实验结果基本吻合，验证了该数学模型的准确性与有效性。进而提出了基于多回路一有限元耦合数学模型的同步发电机定子单相接地故障三次谐波电压保护方案校验方法。应用该方法对典型的定子单相接地稳态判据、暂态判据进行仿真校验，结果与实验基本吻合，表明该方法是正确可行的。     

变压器和应涌流的理论探讨

在线性化简化的基础上，建立了两台单相变压器并联和级联运行模型，推导了当一台变压器正常运行，另外一台并联或级联变压器空投充电时，两台变压器的磁链解析表达形式，定性分析了正在运行的变压器可能发生饱和现象以及和应涌流产生及影响的机理。同时，在利用分段线性特性考虑磁化特性的情况下，通过数值仿真进一步分析了空投充电变压器的剩磁与合闸角、系统阻抗参数对运行变压器和应涌流幅值及饱和速度的影响，仿真结果验证了分析结论，为和应涌流导致变压器差动保护误动的分析以及认识和应涌流的本质奠定了基础。     

主设备保护技术发展新动向

国内外大型发电机和高压变压器的主保护设计整定工作一般都不是基于科学的、充分的绕组内部故障分析计算,很多情况下设计工作变成设计人员的主观判断或经验应用,有些技术文件也显得陈旧过时.在发电机内部短路分析计算软件已经国家鉴定之后,完全有条件使发电机(变压器)主保护设计工作定量化、科学化.阻抗保护不能作为大型发变组的绕组近后备保护.我国特有的很少采用零序差动保护的情况应该改正.     

十二相异步发电机功率绕组与整流系统的电路分析

为了对异步发电机十二相功率绕组带整流负载系统进行仿真计算，采用了基于电路拓扑理论的回路电流法。针对系统多回路变拓扑结构加之电容与电感元件同时存在等复杂情况，以网络图论为基础，结合回路电流法，列写矩阵形式表示的网络方程。求解过程中定步长和变步长联合使用，解决了计算结果的稳定性问题。通过对计算数据进行等间隔插值、快速Fourier变换、输入量迭代等数值计算方法的应用，最终得出各变量的基波与谐波分量。仿真波形与实验波形比较吻合证实了分析方法的有效性，而变量基波分量计算值与实验值一致说明分析方法的相当高准确性。     

凸极同步发电机定子内部故障的暂态规律探讨

为了准确评价和在实际中选用适当的保护方案,需要揭示凸极同步发电机定子绕组内部故障的瞬态运行特征及瞬态过程中各个故障量的变化规律。文中通过真机实验,验证了以多回路理论为依据编制的凸极同步发电机定子绕组内部故障仿真程序的正确性。依据该仿真程序的计算结果,对空载下发生绕组匝间内部故障时的电流瞬态量和稳态量的变化规律进行了探讨,说明绕组的空间分布、连接方式、发生故障的空间位置以及不同的故障瞬间对故障量都有影响,因此要综合考虑这些因素的作用。     

三峡电站发电机新型标积制动不完全纵差保护的最新进展

二滩电站采用的ABB公司制造的新型标积制动不完全纵差保护有技术性能上的若干优点,但是也存在不容忽视的原理性缺陷.通过对三峡电站1号发电机各种内部短路的详尽计算分析,发现有少量同相不同支路间发生匝间短路时,新型标积制动不完全纵差保护将拒动.介绍这种拒动情况,阐明其机理,并提出改进意见.     

三峡右岸发电机主保护配置方案设计研究总结

为给景洪等后续电站水轮发电机主保护的设计提供借鉴,对三峡右岸发电机主保护配置方案的设计研究进行了总结。通过细化三峡右岸发电机的故障特点来确定其典型故障特征,为主保护配置方案的优化设计明确了方向,同时也大大减少了计算的工作量。文中提出由“完全裂相横差保护＋不完全纵差/完全纵差保护”构成“一横一纵”的初步格局,再经定量分析结果决定是否增设零序电流型横差保护,从而确定最终的主保护配置方案,这一设计思想将在偶数分支水轮发电机主保护的设计中继续得以验证和完善。