FEM modeling of inter-turn short-circults in excitation winding of turbogenerator

• Autorzy: Fišer R. , Lavrič H. , Bugeza M. , Makuc D.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie za pomocą FEM międzyzwojowych zwarć w uzwojeniu wzbudzenia turbogeneratora

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an approach to modeling of shorted tums in rotor excitation winding of synchronous generator using FEM. It enables detailed analysis of magnetic field at several operating conditions under healthy and faulty states which are difficult to carry out by available measurement methods in industrial environment. Modeling of excitation winding faults is performed for a 156 MVA turbo generator operating in thermaI power plant. Since the level of diagnostic signal is considerably influenced by combination of many machine and operating parameters, an extensive analyses are needed to assure accurate healthy/faulty state predictions.

PL

Artykuł prezentuje podejście do modelowania zwartych zwojów w uzwojeniu wzbudzającym wimika generator synchronicznego przy utycie MES. Umożliwia to dokładną analizę pola magnetycznego w kilkunastu reżimach pracy z uwzględnieniem stanów awaryjnych i bezawaryjnych, która jest trudna do przeprowadzenia dostępnymi w przemyśle metodami pomiarowymi. Modelowanie uzwojenia wzbudzenia zostało wykonane dla turbogeneratora 156 MVA pracującego w elektrociepłowni. Ponieważ poziom sygnału diagnostycznego w sposób istotny poddany wpływowi kombinacji wielu maszynowych i operacyjnych parametrów, ekstensywne analizy są niezbędne aby zapewnić dokładne predykcje stanu awaryjnego.

Słowa kluczowe

EN

failure analysis; fault detection; finite element method; synchronous generator

PL

analiza awarii; detekcja uszkodzeń; metoda elementów skończonych; generator synchroniczny

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 3
• Strony: 49--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Fišer R.

autor

Lavrič H.

autor

Bugeza M.

autor

Makuc D.

• University of Ljubljana, Faculty of Electrical Engineering,

Bibliografia

• [1] Vas P., Parameter Estimation, Condition Monitoring, and Diagnosis of Electrical Machines, Oxford: Clarendon Press, 1993
• [2] Tavner P.J., Review of condition monitoring of rotating electrical machines, IET Electric Power Applications, 2 (2008), No. 4, pp. 215-247
• [3] Kinitsky V. A., Calculation of internal fault currents in synchronous machines, IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems, PAS-84 (1965), No. 5, pp. 381-389
• [4] Albright D. R., Interturn short-circuit detector for turbine generator rotor wrndings, IEEE Trans. Power Apparatus and Systems, PAS-90 (1971), No. 2, pp. 28-32
• [5] Kerszenbaum 1., Inspection of Large Synchronous Machines: Checklists, Fai/ure Identification, and Troubleshooting, New York: Wiley-IEEE Press, 1996
• [6] Klempner G., Kerszenbaum I., Handbook of Large Turbo- Generator Operation and Maintenance, New Jersey: Wiley· IEEE Press, 2008
• [7] Penman J., Jiang H., The detection of stator and rotor winding short circuits in synchronous generators by analyzing excitation circuit harmonics, Proc. 1996 lEE Opportunities and Advances in Intemational Power Generation Conf., pp. 137-142
• [8] Shuting W., Yonggang L., Heming L.,. Guiji T, The analysis of generator excitation current harmonics on stator and rotor winding fault, Proc. 2006 IEEE ISIE Conf., pp. 2089-2093
• [9] Kiani M., Lee W-J., Kenarangui R., Fahimi B., Detection of rotor faults in synchronous generators, in Proc. 2007 IEEE SDEMPED Conf., pp. 266-271
• [10] Bianchi N., Electrical Machine Analysis Using Finite Elements, London: Taylor&Francis, 2005
• [11] di-Barba P., Savini A., Wiak S., Field Models in Electricity and Magnetism, Berlin: Springer, 2008