一种新型的可切换100%定子接地故障定位及电气机器故障电阻估计方法的验证

《IEEE Transactions on Industry Applications》：Validation of a Novel Switchable 100% Stator Ground Fault Location and Fault Resistance Estimation Method for Electrical Machines

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摘要：

随着电气机器(EM)在各工业领域的广泛应用，可靠的接地故障(GF)检测方案变得至关重要。在这种情况下，由于绝缘层退化导致的定子故障对发电机的可靠性和运行完整性构成了严重威胁。传统的保护方法，包括接地过电压继电器(ANSI 59G)、瞬时过电流继电器(ANSI 50N/50G)和基于三次谐波电压的保护(ANSI 27TH)，在提供全面的（100%）定子绕组保护方面存在固有局限。本文提出了一种新的方法，用于检测、定位定子故障并估计其电阻，该方法具有在整个定子绕组上的选择性。所提出的方法无需使用信号注入技术或依赖被保护设备的三次谐波电压分量，即可实现定子故障的全面保护。该方法通过在中性和故障相之间连接一个可切换的接地电阻器来实现。通过对两种接地配置下的相电压和接地电阻器电压进行连续监测，可以确定故障位置和故障电阻。该方法已通过计算机仿真和3.5 kVA永磁同步电机(PMSM)的实验测试得到了验证。此外，为了证明该方法可以推广到其他类型的电气机器上，还在传统同步电机上进行了测试，故障定位的准确率超过了97%。

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