双馈风力发电机定子绕组匝间短路诊断与实验研究

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1、第38卷第11期电力系统保护与控制Vbl_38No．112010年6月1日PowerSystemProtectionandControlJun．1．2010双馈风力发电机定子绕组匝间短路诊断与实验研究魏书荣，符杨，马宏忠(1．上海电力学院电力与自动化工程学院，上海20009O；2．河海大学电气工程学院，江苏南京210098)摘要：当双馈风力发电机定子绕组发生轻微匝间短路时，三相定子电流的时域波形变化比较微小，而三相电流Park’矢量轨迹随着故障变化明显。对双馈电机采用多回路理论进行仿真，并进行动模实验测试，得出了正常及匝间故障情况下的Park’矢量轨迹，通过对Park’矢量轨

2、迹的形状和椭圆环的宽度比较来确定是否短路并估计匝间短路的严重程度。关键词：双馈电机；定子绕组；匝间短路；Park’矢量轨迹；实验研究Statorwindinginter-turnshort-circuitdiagnosisandexperimentalresearchondoubly-fedwindgeneratorWEIShu—rong，FUYang，MAHong-zhong(1．SchoolofElectricPowerandAutomationEngineering，ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090，Chi

3、na；2．SchoolofElectricEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstraet：Whenoccurrenceofdoubly．fedwindgeneratorstatorwindingslightinter-turnshortcircuit，thethree—phasestatorcurrentchangesverylittle，butthePark’vectorfigureofthree．phasestatorcurrenthasobviouschangesinfault．Thepapersimul

4、atesdoubly—fedmachinebasedonmulti—looptheoryandmakestestmodeofactiontodrawthePark’vectorfigurebetweennormalandinter-turnshortcircuitconditions．ThroughtheshapeandthewidthofcomparisonofthePark’vectortrack，thispaperdetermineswhetherithasinter-turnshortcircuitornotandestimatestheseverityofshort

5、．circuit．Kevwords：doubly．fedmachine：stator-winding；inter．turnshortcircuit：Park’vectottrack；experimentalresearch中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1674．3415(2010)11-0025-04机不同的特点。一般异步发电机在转子转速低于同0引言步转速时处于电动状态，当转子转速高于同步转速现阶段对风力发电系统的故障的研究，国内外时处于发电状态。所以在故障诊断方法上也与两种的很多专家都集中在对风力发电机传动系统、液压运行状态下的诊断方法类似。其中定子的故障诊

6、断系统或者齿轮箱的故障诊断上。利用监测齿轮箱的方法和鼠笼型异步电动机的定子故障诊断有相类似振动信号对增速齿轮箱的故障情况进行检测和诊断的地方。而对转子上的故障的诊断方法，由于双馈的技术已经发展的较为成。双馈电机作为风力型异步发电机的转子为绕线式转子，在结构上和同发电系统的核心设备，由于风速的频繁变化和机组步发电机有相同之处，因此可以使用同步电机转子运行环境的恶劣，发电机的故障将会随着机组运行故障诊断的方法进行相类似的诊断。时间的增长而增加LzJ。因此，对双馈型异步发电机当双馈风力发电机发生定子绕组匝间短路时，的故障特征进行研究，掌握它的故障机理和故障特如果故障比较轻微，三相定

7、子电流的变化非常微小，性，将会为双馈风力发电机内部故障诊断提供良好此时仅从时域波形无法识别出是否存在定子匝间短的理论基础。路故障。本文采用多回路理论进行仿真，结合动模实验测试，利用Park’矢量法[3-4]的椭圆环轨迹的形目前国内外不少学者对双馈风力发电机内部故状和环的宽度比较来确定是否短路并估计匝间短路障的诊断方法已开展了一定的研究工作。由于双馈的严重程度。型交流励磁风力发电机的转子侧功率流动可以是双向的，因此它具有与一般的异步发电机和同步发电1Park’矢量法基金项目：上海市科技攻关计划项目资助(0