無人值守8KW柴油發(fā)電機組為了解決現(xiàn)有檢測方法對同步發(fā)電機(尤其是應(yīng)用廣泛的汽輪發(fā)電機)常見的定子繞組匝間短路和勵磁繞組匝間短路故障的局限性,提出了一種新型探測線圈。理論分析表明,由于采用特殊的布置及聯(lián)接方法,開路的新型探測線圈在電機正常運行或機端外部故障時端口電壓為0,而在繞組內(nèi)部不對稱故障時會對氣隙磁場的故障附加諧波感應(yīng)出電動勢。

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而且在定子內(nèi)部短路與勵磁繞組匝間短路故障這兩種情況下,新型探測線圈端口電壓的頻率明顯不同。在多相整流實驗樣機上安裝了上述探測線圈,通過實驗驗證了理論分析的正確性,說明可以根據(jù)新型探測線圈端口電壓同時反映發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)部故障、并通過電壓頻率特征來區(qū)分具體的故障類型。傳統(tǒng)模擬同步電機組主要采用原動機拖動同步發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電來實現(xiàn),該方法雖能更有效地模擬電網(wǎng)中同步電機組的電磁耦合特性,但存在控制系統(tǒng)復(fù)雜、系統(tǒng)靈活性差、實現(xiàn)成本高等不足。為此,基于虛擬同步發(fā)電機控制原理提出了一種模擬同步發(fā)電機組設(shè)計方法。該方法利用濾波電抗等效代替同步發(fā)電機組電樞電阻及同步電抗,通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對同步發(fā)電機組慣性特性、頻率響應(yīng)特性及調(diào)壓特性的有效模擬。該方法簡化了模擬風(fēng)電并網(wǎng)實驗系統(tǒng)的設(shè)計,具有較強的靈活性和可行性。設(shè)計了一套容量為20 k VA的模擬同步發(fā)電機組,并基于已有的模擬風(fēng)電機組實驗平臺構(gòu)建了一套模擬風(fēng)電并網(wǎng)實驗系統(tǒng)。在負荷功率擾動條件下,利用Matlab/Simulink仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比,驗證了所提模擬同步發(fā)電機組設(shè)計方法的有效性及在風(fēng)電機組頻率響應(yīng)控制研究中應(yīng)用的可行性。