双馈异步发电机定子匝间短路对并联支路环流特性的影响

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作者 何玉灵 刘翔奥 +5 位作者 代德瑞 徐明星 张文 赵路佳 万书亭 李俊卿 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期74-81,共8页

分析了双馈异步发电机定子匝间短路故障前后的定子绕组并联支路环流特性。首先对正常情况和匝间短路情况下气隙磁通密度表达式进行了推导,得到了并联支路环流的解析表达式;然后建立了故障前后的二维有限元计算模型并对并联支路环流进行... 分析了双馈异步发电机定子匝间短路故障前后的定子绕组并联支路环流特性。首先对正常情况和匝间短路情况下气隙磁通密度表达式进行了推导,得到了并联支路环流的解析表达式;然后建立了故障前后的二维有限元计算模型并对并联支路环流进行求解计算;最后在故障模拟发电机组上完成了实验验证,所得实验结果与理论推导及有限元仿真结果基本吻合。结果表明:正常情况下发电机定子绕组无并联支路环流,而单条支路短路故障发生后并联支路内出现环流,其频率成分为f、f_(u)、(1+(n±x)(1-s))f,并且随着故障程度的加剧各并联支路环流频率成分幅值将会增加;两条并联支路发生相同程度短路故障后无并联支路环流。 展开更多

关键词 双馈异步发电机 定子匝间短路 有限元分析 并联支路环流 故障特征。

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异步电机匝间短路故障诊断方法综述

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作者 张官祥 程建 +3 位作者 李利华 杨廷勇 李见辉 汪洋 《湘潭大学学报(自然科学版)》 2025年第2期68-86,共19页

异步电机是工业、农业及自动化生产领域中应用最为广泛的动力设备之一.由于常在恶劣的工作环境下长时间高负载运行,容易引发定子绕组故障,导致电机运行异常,影响动力系统中其他设备的正常运行,甚至引发严重事故.如果能在故障初期及时进... 异步电机是工业、农业及自动化生产领域中应用最为广泛的动力设备之一.由于常在恶劣的工作环境下长时间高负载运行,容易引发定子绕组故障,导致电机运行异常,影响动力系统中其他设备的正常运行,甚至引发严重事故.如果能在故障初期及时进行诊断分析,即可有效避免巨大的经济损失.匝间短路是异步电机的一种常见故障类型,其在中后期的发展速度极其迅猛,如不能进行有效的状态监测与故障诊断,后果极为严重.然而,近年来缺乏对该故障进行综合性阐述的文献.为此,该文从数学原理、物理特征和电气特征3个层面介绍了匝间短路故障的诊断方法,将异步电机的匝间短路故障诊断方法分为基于解析模型、基于信号检测和基于知识的3种方法.在对这3种方法进行综述并举例说明的基础上,该文阐述了未来异步电机定子故障诊断方法的发展趋势:基于定子电流的诊断方法仍然是主流,而基于智能算法的诊断方法作为新的发展趋势将日趋成熟. 展开更多

关键词 异步电机 匝间短路 定子故障 故障诊断

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基于开口变压器法的交流电机定子绕组匝间短路故障检测方法

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作者 张龙 武玉才 《大电机技术》 2025年第1期19-23,共5页

对交流电机定子绕组匝间短路故障点进行离线诊断有助于缩短寻找故障点的时间,便于对绕组进行维修或更换。本文提出了将原本用于检测转子绕组匝间短路故障的开口变压器法,应用于检测定子绕组匝间短路故障。因故障点的位置不确定,设计了... 对交流电机定子绕组匝间短路故障点进行离线诊断有助于缩短寻找故障点的时间,便于对绕组进行维修或更换。本文提出了将原本用于检测转子绕组匝间短路故障的开口变压器法,应用于检测定子绕组匝间短路故障。因故障点的位置不确定,设计了定子绕组单相连接交流电压源的实验方案,在非励磁相发生故障时,用开口变压器检测故障点所在槽的感应电动势。推导了开口变压器铁芯在定子绕组非励磁相正常状态和匝间短路故障状态下的磁通表达式,进一步得到其绕组感应电动势的表达式,从而获取故障前后的变化规律。经实验验证,故障状态下短路电流和开口变压器感应电动势随故障程度的加深而逐渐降低,证明了该方法检测的可行性。 展开更多

关键词 交流电机 定子绕组 匝间短路 故障诊断 开口变压器法

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基于无源控制的故障双馈感应发电机高电压穿越研究

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作者 王艳娟 孙潇 《山西电力》 2025年第1期20-26,共7页

针对双馈感应风力发电机高电压穿越问题,传统的研究只涉及常规双馈感应风力发电机的高电压故障穿越,对于发生定子绕组匝间短路故障的双馈感应风力发电机高电压穿越鲜有研究,且在发生定子绕组匝间短路下的高电压穿越控制策略少有提及。... 针对双馈感应风力发电机高电压穿越问题,传统的研究只涉及常规双馈感应风力发电机的高电压故障穿越,对于发生定子绕组匝间短路故障的双馈感应风力发电机高电压穿越鲜有研究,且在发生定子绕组匝间短路下的高电压穿越控制策略少有提及。基于此,在分析双馈感应风力发电机暂态特性的基础上建立了含定子绕组匝间短路故障的双馈感应风力发电机数学模型,提出了一种基于无源控制理论的网侧变流器和转子侧变换器控制策略,改善了定子绕组匝间短路的双馈感应风力发电机的故障穿越性能,有助于故障风机高电压穿越的实现。 展开更多

关键词 双馈感应风力发电机 高电压穿越 定子绕组匝间短路 能量耗散 无源性理论

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基于开口变压器法的交流电机定子非激励相绕组匝间短路检测研究 被引量：4

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作者 张龙 武玉才 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期54-63,共10页

为了解决交流电机定子绕组中线圈绝缘损伤引起匝间短路故障无法准确、快速定位的问题,提出将检测转子绕组匝间短路的开口变压器法移植到检测交流电机定子绕组匝间短路,定子单相添加激励源,非激励相绕组设置故障点,开口变压器检测故障点... 为了解决交流电机定子绕组中线圈绝缘损伤引起匝间短路故障无法准确、快速定位的问题,提出将检测转子绕组匝间短路的开口变压器法移植到检测交流电机定子绕组匝间短路,定子单相添加激励源,非激励相绕组设置故障点,开口变压器检测故障点所在槽,分析故障前后开口变压器绕组感应电动势的变化。首先阐述开口变压器检测定子非激励相的工作原理,分析正常和故障状态下通过开口变压器铁心漏磁通的表达式,进一步得到开口变压器绕组感应电动势表达式,获取故障变化规律。随后建立交流电机电磁仿真模型,进行仿真分析,最后用一台定子样机进行实验验证。结果表明:故障状态下,随着故障程度的加深,故障点所在槽的开口变压器感应电动势随之减小,证明了开口变压器可以作为离线检测交流电机定子非激励相绕组匝间短路故障的有效手段。 展开更多

关键词 交流电机 定子绕组 匝间短路 开口变压器法 感应电压 故障诊断

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汽轮发电机转子匝间短路对定子热响应特性的影响

6

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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电机定子匝间短路故障诊断系统研究

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作者 王艳斌 崔栋栋 +2 位作者 杨晓波 李腾飞 李天龙 《现代制造技术与装备》 2024年第8期162-164,共3页

电机定子匝间短路故障是电机运行中常见的一种故障形式,是指电机线圈中相邻导线间因绝缘损坏而产生的电气短路。文章研究电机定子匝间短路故障诊断系统,通过引入先进的信号处理技术、数据驱动的故障诊断模型、特征提取与优化策略及故障... 电机定子匝间短路故障是电机运行中常见的一种故障形式,是指电机线圈中相邻导线间因绝缘损坏而产生的电气短路。文章研究电机定子匝间短路故障诊断系统,通过引入先进的信号处理技术、数据驱动的故障诊断模型、特征提取与优化策略及故障定位与定量分析技术,提高故障检测的准确性和效率。实验结果表明,该故障诊断系统在实际应用中表现良好,能够为电机维护提供可靠、高效的技术支持。 展开更多

关键词 电机 定子匝间短路 故障诊断

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发电机定子匝间短路对绕组电磁力的影响 被引量：26

8

作者 何玉灵 张文 +2 位作者 张钰阳 徐明星 王晓龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第13期2879-2888,共10页

该文分析了同步发电机定子匝间短路故障前后电枢绕组的电磁力特性。首先推导正常情况和定子匝间短路故障下的气隙磁通密度,得到定子绕组电磁力的解析表达式;然后建立发电机故障前后的三维有限元计算模型,对不同短路程度下的绕组电磁力... 该文分析了同步发电机定子匝间短路故障前后电枢绕组的电磁力特性。首先推导正常情况和定子匝间短路故障下的气隙磁通密度,得到定子绕组电磁力的解析表达式;然后建立发电机故障前后的三维有限元计算模型,对不同短路程度下的绕组电磁力进行了求解计算;最后实测MJF-30-6型隐极故障模拟发电机在正常运行和不同程度定子匝间短路故障下的电枢绕组振动响应,其实验结果与理论分析、有限元计算结果基本吻合。结果表明:正常情况下基波磁通密度产生的定子绕组电磁力只包含直流分量及二倍频成分;定子匝间短路故障下,定子绕组电磁力包含直流、二倍频、四倍频、六倍频成分;随着短路程度的加剧,绕组电磁力的直流量及二、四、六倍频成分幅值将随着增大。 展开更多

关键词 同步发电机 定子匝间短路 绕组电磁力 振动响应

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气隙静态偏心与定子短路复合故障对发电机定子振动特性的影响 被引量：18

9

作者 唐贵基 何玉灵 +1 位作者 万书亭 武玉才 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期118-127,共10页

分析了汽轮发电机在正常运行、气隙静态偏心故障、定子匝间短路故障、气隙静态偏心与定子匝间短路复合故障下的定子径向振动特性,以及各故障参数发展对定子振动特性的影响。首先对各情况下的气隙磁密进行了推导,得到引发定子振动的单位... 分析了汽轮发电机在正常运行、气隙静态偏心故障、定子匝间短路故障、气隙静态偏心与定子匝间短路复合故障下的定子径向振动特性,以及各故障参数发展对定子振动特性的影响。首先对各情况下的气隙磁密进行了推导,得到引发定子振动的单位面积磁拉力表达式。然后分析了复合故障下定子径向振动特性及其与对应故障参数的变化关系。最后实测了SDF-9型故障模拟发电机的定子振动数据,结果与理论分析基本吻合。研究表明,正常情况和气隙静态偏心故障下发电机定子只有二倍频振动,但静偏心对应的二倍频振动幅值较正常情况要大;定子短路故障与复合故障下发电机定子都将产生二倍频、四倍频与六倍频径向振动,但复合故障所对应的振动幅值较大;复合故障下随着定子短路或气隙静态偏心程度的加剧,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频与六倍频振动幅值均将增大;随着电机励磁电流的增大,定子径向变形趋势及二倍频、四倍频振动将增大,而六倍频振动则基本不变。 展开更多

关键词 故障诊断 汽轮发电机 气隙静态偏心 定子匝间短路 定子振动

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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：15

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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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定子匝间短路位置对汽轮发电机转子铁心温升特性的影响 被引量：10

11

作者 何玉灵 张文 +2 位作者 王烁 武钰 王晓龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期12-22,共11页

气隙静偏心广泛存在于发电机中,导致发电机气隙分布不均,当处于不同气隙长度中时,定子匝间短路表现出位置特性。本文分析汽轮发电机不同定子匝间短路位置下转子铁心的温升特性,首先推导发电机不同定子匝间短路位置下的磁通密度和铁心损... 气隙静偏心广泛存在于发电机中,导致发电机气隙分布不均,当处于不同气隙长度中时,定子匝间短路表现出位置特性。本文分析汽轮发电机不同定子匝间短路位置下转子铁心的温升特性,首先推导发电机不同定子匝间短路位置下的磁通密度和铁心损耗的解析表达式;然后建立发电机三维电磁场与温度场仿真计算模型,对不同短路位置下的铁心损耗和温度进行求解计算;最后实测CS-5型故障模拟发电机在不同定子匝间短路位置下的转子铁心温度,实验结果与理论分析和仿真计算相一致。研究表明:定子匝间短路会显著增加转子铁心损耗与温度;特别地,随着短路位置越接近气隙最小位置处,转子铁心的温升越高。 展开更多

关键词 汽轮发电机 定子匝间短路位置 气隙静偏心 转子铁心 温升特性

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基于最大相关峭度解卷积算法的发电机特征振动信号增强检测 被引量：9

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作者 何玉灵 王珂 +3 位作者 仲昊 蒙玉超 王晓龙 唐贵基 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第3期67-73,89,共8页

采用最大相关峭度解卷积算法(MCKD)对发电机定子的振动信号进行处理,得到信号处理后的时域波形与频谱,并根据提取得到的故障特征信息实现了对发电机运行状态的识别。为了排除偶然性,用最大相关峭度解卷积算法对发电机定子的正常信号和... 采用最大相关峭度解卷积算法(MCKD)对发电机定子的振动信号进行处理,得到信号处理后的时域波形与频谱,并根据提取得到的故障特征信息实现了对发电机运行状态的识别。为了排除偶然性,用最大相关峭度解卷积算法对发电机定子的正常信号和定子匝间短路故障信号都进行了处理,从而证明了这一算法用于振动信号故障特征提取的有效性。通过和当前主流算法之一的最小熵解卷积算法(MED)的处理结果进行对比,分析发现本文算法比最小熵解卷积算法的故障特征信息提取更加明显和准确。结果表明,最大相关峭度解卷积对故障信号特征频率的提取有良好的效果,并与当前主流算法相比有一定的优越性。 展开更多

关键词 发电机 定子匝间短路 振动信号 最小熵解卷积(MED) 最大相关峭度解卷积(MCKD)

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基于V型曲线偏移的大型调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法 被引量：10

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作者 李永刚 姜猛 马明晗 《大电机技术》 2019年第6期1-6,共6页

随着特高压直流输电的快速发展,具有动态无功补偿能力的大型调相机开始大规模投入。为保障其安全运行,针对大型同步电机中时有发生的定子绕组匝间短路故障,本文通过理论分析得出故障后电枢电流与励磁电流的变化情况,提出了一种基于V型... 随着特高压直流输电的快速发展,具有动态无功补偿能力的大型调相机开始大规模投入。为保障其安全运行,针对大型同步电机中时有发生的定子绕组匝间短路故障,本文通过理论分析得出故障后电枢电流与励磁电流的变化情况,提出了一种基于V型曲线偏移的故障诊断方法。同时以300MVar大型双水内冷调相机为研究对象,利用Ansoft进行有限元仿真,仿真结果发现故障相故障支路V型曲线会随故障程度的增大而上移,故障相非故障支路V型曲线会随故障程度的增大而下移,故障相整体呈现上移趋势,非故障相由于三相不对称V型曲线也将产生偏移,从而验证了该方法的正确性。 展开更多

关键词 大型调相机 定子绕组 匝间短路 V型曲线 有限元

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基于频率加权能量算子与1.5维谱结合的发电机特征振动信号增强 被引量：3

14

作者 何玉灵 孙凯 +1 位作者 王涛 白洁 《大电机技术》 2021年第1期64-70,共7页

针对多极发电机故障振动信号信噪比低,故障识别难度高的不足,本文提出了频率加权能量算子(FWEO)与1.5维谱结合的方法来对发电机振动信号进行特征增强和滤噪。该方法应用频率加权能量算子来提取瞬态冲击特征和滤噪,应用1.5维谱来进行信... 针对多极发电机故障振动信号信噪比低,故障识别难度高的不足,本文提出了频率加权能量算子(FWEO)与1.5维谱结合的方法来对发电机振动信号进行特征增强和滤噪。该方法应用频率加权能量算子来提取瞬态冲击特征和滤噪,应用1.5维谱来进行信号的二次特征增强和抑噪。对3对极发电机定子匝间短路故障前后定子振动数据的处理效果表明,本文所提方法能有效对发电机特征振动信号进行增强并实现有效滤噪,实现故障的快速识别;其处理效果不仅优于单一的频率加权能量算子和单一的1.5维谱,而且与当前流行的最大相关峭度解卷积算法相比具有一定优越性。 展开更多

关键词 多对极发电机 定子匝间短路 振动信号 频率加权能量算子(FWEO) 1.5维谱

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定子绕组相间短路与接地故障分析及处理 被引量：3

15

作者 胡维超 《防爆电机》 2013年第3期33-35,共3页

介绍了大型发电机定子绕组的主要构成,定子绕组在水电站运行期间常见的故障工况,以及针对不同故障工况和故障点的分析、检修和维护措施。以此为鉴,可以有效预防电力系统重大事故的发生。

关键词 定子绕组 绝缘 相间短路 电强度

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大型汽轮发电机匝间短路保护必要性探讨 被引量：6

16

作者 赵晓东 段乃娴 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1999年第11期39-41,共3页

介绍了陡河发电厂４例发电机定子绕组短路故障情况，认为发电机定子绕组的同槽同相、发电机制造工艺的缺陷及绝缘材料的老化均可能造成匝间短路，因此有必要装设匝间保护。

关键词 匝间短路 保护 汽轮发电机 大型发电机

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基于有限元仿真的三相异步电机定子匝间短路的研究 被引量：2

17

作者 刘莹莹 徐余法 《新一代信息技术》 2019年第21期34-39,共6页

三相异步电机的主要故障之一是定子绕组匝间短路。首先,运用解析分析建立了三相异步电机发生匝间短路后的磁链、电磁转矩、电阻和电感等相关参数的解析表达式,然后建立了电机有限元仿真模型,根据解析分析结论对相关电磁参数进行设置,对... 三相异步电机的主要故障之一是定子绕组匝间短路。首先,运用解析分析建立了三相异步电机发生匝间短路后的磁链、电磁转矩、电阻和电感等相关参数的解析表达式,然后建立了电机有限元仿真模型,根据解析分析结论对相关电磁参数进行设置,对电机正常及发生匝间短路故障时进行有限元仿真;最后运用快速傅里叶变换,分析了电机在匝间短路稳态运行时的电磁转矩及电流频谱特性。结果表明:电机定子匝间短路后,电磁转矩会出现频率为2倍同步频率的谐波分量,匝间短路相电流会出现频率为3倍同步频率的谐波分量,并且随着匝间短路严重的程度不断增大,相应谐波幅值也不断增大。 展开更多

关键词 定子绕组匝间短路 解析分析 有限元仿真 频谱特性

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基于气隙探测线圈与端部振动的百万机组转子匝间短路分析 被引量：1

18

作者 江旭 文聆安 《广东电力》 2014年第9期55-57,62,共4页

针对某大型汽轮发电机运行中定子振动偏高的问题,介绍了定子绕组端部振动在线监测系统及气隙探测线圈的工作原理,以某百万机组2号发电机端部振动为例,从定子绕组端部振动和转子绕组匝间短路监测的角度,通过监测图像和数据计算分析得出... 针对某大型汽轮发电机运行中定子振动偏高的问题,介绍了定子绕组端部振动在线监测系统及气隙探测线圈的工作原理,以某百万机组2号发电机端部振动为例,从定子绕组端部振动和转子绕组匝间短路监测的角度,通过监测图像和数据计算分析得出机组振动的电气原因,并从实践角度解析发电机定子绕组端部振动在线监测系统在百万机组上的应用。 展开更多

关键词 汽轮发电机 定子绕组端部振动 在线监测 转子绕组匝间短路

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7RE2800电压闭锁继电器的应用

19

作者 韩恒林 马应成 +3 位作者 杜淑文 姚庆云 张松保 张俊 《水电自动化与大坝监测》 2006年第4期41-43,共3页

小浪底水力发电厂3号、4号机组发变组保护,在运行的几年间,曾发生发电机工况正常定子接地及匝间保护因一次熔断器熔断误动出口的现象。文中介绍应用7RE2800电压闭锁继电器闭锁ELIN公司80％定子接地保护和匝间保护的交流输入端的方法,解... 小浪底水力发电厂3号、4号机组发变组保护,在运行的几年间,曾发生发电机工况正常定子接地及匝间保护因一次熔断器熔断误动出口的现象。文中介绍应用7RE2800电压闭锁继电器闭锁ELIN公司80％定子接地保护和匝间保护的交流输入端的方法,解决了一次熔断器熔断时80％定子接地保护和匝间保护误动的问题,并提出预防电压互感器二次电压回路断线导致误闭锁的措施。 展开更多

关键词 继电器 误动作 闭锁 定子接地保护 匝间短路保护

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双馈式感应发电机定子匝间短路故障诊断措施

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作者 侯光杰 《中国水能及电气化》 2016年第8期34-38,共5页

在双馈式感应发电机运转过程中,定子绕组匝间短路是一种经常遇到的故障。本文首先分析了发电机定子匝间短路故障出现后电磁特性的规律,然后利用多回路数学模型仿真计算了各种情况下匝间短路故障,深入研究了仿真结果,并用频谱对转子侧电... 在双馈式感应发电机运转过程中,定子绕组匝间短路是一种经常遇到的故障。本文首先分析了发电机定子匝间短路故障出现后电磁特性的规律,然后利用多回路数学模型仿真计算了各种情况下匝间短路故障,深入研究了仿真结果,并用频谱对转子侧电流和定子侧电流进行了分析,制定了发电机定子匝间短路的应对措施。 展开更多

关键词 双馈式 感应发电机 定子 匝间短路 故障分析

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