国家自然科学基金(51277103)
- 作品数：14 被引量：115H指数：7
- 相关作者：孙宇光王祥珩桂林张琦雪陈俊更多>>
- 相关机构：清华大学南京南瑞继保电气有限公司中国人民解放军海军工程大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：电气工程水利工程更多>>
- 十二相整流同步发电机定子匝间短路故障计算被引量：20
- 2014年
- 十二相整流同步发电机能提供大功率、高品质的直流电源,已广泛应用于舰船、飞机等移动平台中。鉴于对平台安全运行的高可靠性要求,本文对其中十二相电机可能发生的定子绕组匝间短路故障进行了理论和实验研究。建立了十二相整流发电机定子匝间短路的多回路数学模型,既可全面计及短路故障点位置和气隙磁场空间谐波,又能考虑正常及定子匝间故障情况下整流管不同通断状态引起的回路拓扑结构变化。用变步长的数值积分法求解了由时变系数微分方程组构成的数学模型,实现了系统正常及定子匝间短路故障时对发电机定、转子绕组及直流侧负载电压、电流等电气量的数字仿真。在一台特制的4kW十二相样机上进行了负载工况下定子匝间短路实验,实验结果与仿真结果吻合,验证了数学模型的正确性,并据此分析了十二相整流发电机定子匝间短路故障的电气特点。计算结果为十二相电机定子匝间短路故障的检测或保护研究提供了重要依据。
- 孙宇光黄子果陈丽王祥珩
- 关键词：整流负载
- 柔性光学电流互感器在水轮发电机保护及监测上的应用探索被引量：1
- 2020年
- 长期以来作为微机保护装置电流信息来源的电磁型电流互感器(TA),由于其低频传变特性差、小电流非线性段以及安装难度大等缺点,限制了发电机保护性能的进一步提高;基于法拉第磁光效应的柔性光学电流互感器首先在智能化变电站得到应用,既解决了传统电磁型电流互感器的饱和问题,又克服了光电TA(用于数字化变电站)抗干扰能力差的缺点;且绕制灵活,适合于解决发电机保护及监测存在的一些技术难题。
- 桂林陈俊
- 关键词：光学电流互感器发电机保护智能化变电站数字化变电站微机保护装置法拉第磁光效应
- 基于光学电流互感器的发电机转子绕组匝间保护应用研究
- 2020年
- 转子绕组匝间保护不是发电机保护功能的标准配置,尤其是轻微匝间故障难以有效监测和保护。国内学者提出利用定子绕组分支间谐波环流特征可以反映转子绕组匝间故障,但是部分水电机组定子绕组端部不同分支间距很小,火电机组分支不出机壳,均无法在分支上装设TA,该保护原理仍不能适用。光学电流互感器体积小,安装灵活,解决了分支电流测量难题,为转子绕组匝间保护的实现扫除了障碍。本文分别针对水电机组和火电机组,探讨了基于光学电流互感器的转子绕组匝间保护应用方案,分析了光学电流互感器的设计和性能要求,并给出了现场应用案例。
- 王凯张琦雪李华忠王耀王光陈俊郝亮亮
- 关键词：光学电流互感器
- 十二相整流同步发电机同组星形连接绕组的相间短路故障被引量：9
- 2017年
- 十二相整流同步发电机系统的安全可靠运行意义重大,分析了该系统中4Y移15°的定子绕组可能出现的一种内部故障——发生在同组星形连接三相绕组之间的内部相间短路。首先建立了十二相整流发电机同组星形连接绕组内部相间短路的多回路数学模型,考虑了故障附加回路对电机气隙磁场和系统回路拓扑结构的影响,实现了故障前后定子和转子绕组以及整流桥直流侧各处电压、电流的数字仿真。继而在特制的样机上进行了不同负载工况的故障实验研究。通过对比分析实验与仿真结果,说明了数学模型的正确性。最后结合仿真结果与理论分析,总结了十二相整流发电机同组星形连接绕组相间短路的故障特征,尤其是短路回路电流的特点及其影响因素,为故障的危害评估、检测或保护研究提供了依据。
- 孙宇光黄子果王善铭牟树君
- 关键词：整流系统相间短路
- 大型抽水蓄能机组主保护优化设计研究被引量：5
- 2019年
- 由于受额定转速的限制,在建和规划中的大型抽水蓄能机组多采用每相4分支(包括采用了不对称定子绕组的额定转速428.6r/min的发电电动机),有必要在内部故障分析及主保护定量化设计的基础上,对每相4分支大型抽水蓄能机组的主保护配置方案进行优化设计,变传统配置“零序电流型横差+完全纵差保护”为优化方案“裂相横差+完全纵差保护”,既简化了发电机中性点侧铜环的布置,又提高了保护性能.上述研究工作将为后续大型抽水蓄能电站的建设提供借鉴.
- 桂林刘正国孙宇光王祥珩王维俭
- 关键词：大型抽水蓄能机组内部短路计算
- 基于新型探测线圈的永磁电机转子失磁故障在线监测方法被引量：4
- 2020年
- 在永磁同步电机(PMSM)靠近定子侧的气隙中布置特殊节距及联接方式的新型探测线圈,转子局部失磁故障会在其端口引起特定频率的交流电压,理论上可作为转子失磁故障的判据。由于电机实际运行中转速的波动和采样频率的限制,采用传统信号处理方法难以准确提取探测线圈电压采样信号中的故障特征频率,可能会将转子失磁故障误判为定子内部短路故障。因此提出借助现代功率谱估计算法中的最小二乘旋转参数不变估计结合模拟退火算法,即使在转速扰动造成非整周期同步采样的情况下,也能够准确计算出探测线圈电压监测信号中各种分量的实际频率和有效值等,在此基础上提出了一种PMSM转子局部失磁故障的在线监测方案。通过样机实验,验证了这种在线监测方案的可靠性和灵敏性,为PMSM的安全运行提供了更完善的保障。
- 杜威孙宇光田代宗桂林
- 关键词：永磁同步电机故障在线监测
- 发电机绕组匝间故障检测的新型探测线圈被引量：36
- 2014年
- 为了解决现有检测方法对同步发电机(尤其是应用广泛的汽轮发电机)常见的定子绕组匝间短路和励磁绕组匝间短路故障的局限性,提出了一种新型探测线圈。理论分析表明,由于采用特殊的布置及联接方法,开路的新型探测线圈在电机正常运行或机端外部故障时端口电压为0,而在绕组内部不对称故障时会对气隙磁场的故障附加谐波感应出电动势。而且在定子内部短路与励磁绕组匝间短路故障这两种情况下,新型探测线圈端口电压的频率明显不同。在多相整流实验样机上安装了上述探测线圈,通过实验验证了理论分析的正确性,说明可以根据新型探测线圈端口电压同时反映发电机的定子和转子绕组内部故障、并通过电压频率特征来区分具体的故障类型。
- 孙宇光余锡文魏锟黄子果王祥珩
- 关键词：励磁绕组匝间短路故障检测谐波磁场发电机绕组
- 每相7分支水电与抽水蓄能机组主保护设计研究被引量：7
- 2018年
- 近年来,随着机组额定容量的增大并受额定转速的限制,一批水电与抽蓄机组采用每相7分支(9分支甚至11分支),有必要对每相7分支发电机的内部故障特点及主保护设计规律进行归纳总结——对于波绕组每相7分支的发电机,优先推荐"3-1-3"分支分组方式,立足于不完全裂相横差保护的使用;而对于叠绕组每相7分支的发电机,则优先推荐"3-4"分支分组方式,保留完全纵差保护的使用。并指出对于额定转速428.6r/min的抽蓄机组(14极/每相7分支)应推荐采用不对称定子绕组(改为每相4分支),既改善了发电机中性点侧铜环和分支TA的安装条件,又简化了发电机主保护的设计。上述研究工作将为后续大型常规水电站与抽水蓄能电站的建设提供借鉴。
- 桂林王祥珩孙宇光王维俭
- 关键词：主保护设计内部短路计算
- 发电电动机励磁绕组匝间短路故障在线监测被引量：5
- 2017年
- 通用的励磁绕组匝间短路故障在线监测方法未加分辨地采用定子中性点不平衡电流中的所有分数次谐波分量构成监测量及相应的报警值,可能因报警值较高而对小匝数故障不够灵敏。以江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机为例,计算小匝数励磁绕组匝间短路故障引起的定子中性点不平衡电流并实测正常工况下固有不平衡电流,在此基础上提出了一种改进的在线监测方案,提取由匝间短路引起的不平衡电流中含量较高的3/8次和5/8次谐波电流构成报警值。仿真计算结果表明,对于江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机,改进的在线监测方案能对3%及以上匝比的励磁绕组匝间短路故障发出警报,灵敏性优于通用监测方案。基于所提改进方案的在线监测装置已经成功投运于江苏宜兴抽水蓄能电站4号发电电动机。
- 孙宇光王炳辉徐伟蒋程晟
- 关键词：发电电动机继电保护横差保护励磁绕组匝间短路在线监测谐波分析
- 基于基波电势分布特征的大型发电机定子接地故障定位方法被引量：17
- 2019年
- 提出一种基于基波电势分布特征的定子接地故障定位方法,该方法按各相各分支定子线圈的实际连接关系,确定发电机中性点至接地故障点的基波电势,建立了该基波电势、机端三相基波电压、基波零序电压、接地过渡电阻阻值之间的数学关系,准确定位定子接地故障,并对波绕组发电机故障定位中的特殊情况进行了分析。采用基于准分布电容参数的定子接地故障仿真模型验证了所提方法的有效性。最后对现场实际故障案例进行分析,进一步验证了所提方法的准确性,其可大幅缩短现场故障检修的时间。
- 殷林鹏桂林张琦雪陈俊王祥珩
- 关键词：发电机定子接地故障定位
