基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106443318A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201611156365.9(22)申请日2016.12.15(71)申请人华北电力大学（保定）地址071000河北省保定市永华北大街619号(72)发明人武玉才马倩倩蔡波冲(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.G01R31/06(2006.01)G01R31/34(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图8页(54)发明名称基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法(57)摘要本发明公开了一种基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法，该方法选取水轮发电机定子铁心穿心螺杆的一段，在其两端通过定子铁心段间间隙向外引出测量线，通过测量线连接数据采集装置，利用在线采集系统实时采集穿心螺杆的感应电压。对采集到的穿心螺杆感应电压进行实时的数据处理，比较不同磁极的相同位置扫过穿心螺杆时在穿心螺杆上感应电压的偏差，当电压差超出设定阈值时，判定该水轮发电机存在转子绕组匝间短路故障。本发明能够改进现有技术的不足，提高此类故障的诊断水平。CN106443318ACN106443318A权利要求书1/1页1.一种基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法，其特征在于：取发电机定子铁心穿心螺杆的一段，在其两端通过定子铁心段间间隙向外引出测量线，通过引出线采集穿心螺杆的感应电压；利用在线采集系统实时采集穿心螺杆的感应电压，并对采集到的感应电压进行实时的数据处理，比较不同磁极的相同位置扫过穿心螺杆时在穿心螺杆上感应电压的偏差，当电压差超出设定阈值时，判定该水轮发电机存在转子绕组匝间短路故障。2.根据权利要求1所述的基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法，其特征在于：不同磁极的相同位置扫过穿心螺杆时在穿心螺杆上感应电压的偏差与转子绕组匝间短路故障程度成正比。3.根据权利要求1所述的基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法，其特征在于：将采集的穿心螺杆输出的实时电压值与相隔0.02S的整数倍的历史电压数据进行比较，偏差为：ΔU＝U(t)-U(t-k×0.02)当ΔU超过设定阈值时即判定水轮发电机存在转子绕组匝间短路故障；其中，U为电压值，t为采集时间，k为正整数。4.根据权利要求3所述的基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法，其特征在于：故障判定阈值设定为0.5V。2CN106443318A说明书1/6页基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法技术领域[0001]本发明涉及发电机技术领域，尤其是一种基于穿心螺杆的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法。背景技术[0002]近些年，不少水轮发电机发生了转子绕组匝间短路故障，已见报道的一起匝间短路故障甚至引起了水轮发电机横差保护的动作，因此，水轮发电机的转子绕组匝间短路故障应引起足够的重视。[0003]水轮发电机的转子绕组为集中式，与汽轮发电机的分布式绕组截然不同。一旦水轮发电机出现匝间短路故障，故障极的磁场被削弱，与故障极相邻的两个磁极的磁场也会受其影响被削弱，造成整个发电机故障侧的单边磁拉力下降，转子受到不平衡磁拉力的作用，严重的匝间短路可能导致水轮发电机的剧烈振动，这一现象已经在国内一些水轮发电机上出现了。[0004]近些年，经常使用的水轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法还处于离线水平，常采用的是直流电阻比较法，交流阻抗和功率损耗法，交直流分压电压法等。这些方法都需要在转子绕组的各个磁极上进行测试，通过对比各磁极的直流电阻、交流阻抗和功率损耗等数据判断水轮发电机是否存在转子绕组匝间短路故障，诊断方法落后，过程耗时较长，造成机组停运时间长，浪费了水资源。因此，提出具有高灵敏度和可靠性的水轮发电机转子绕组匝间短路在线诊断方法是十分迫切的。[0005]在汽轮发电机的转子绕组匝间短路故障诊断方面，人们已经提出了一些在线检测方法，但这些方法并不适用于水轮发电机，这是因为：水轮发电机多达数十对极，转速低，空间尺寸大，定子绕组的分支较多。某一磁极的转子绕组发生匝间短路故障只影响局部的相关电气量，对整个发电机的影响相对较小，因此，传统的励磁电流法、虚功率法、期望电势法、轴电压法和端部漏磁等很难灵敏地检测出水轮发电机的转子绕组匝间短路故障。水轮发电机的转子为凸极结构，绕组为集中式，汽轮发电机最常采用的传统探测线圈法也不适用于水轮发电机，因为传统探测线圈的实际工作部分是它的探头，探头尺寸较小，从定子铁心间隙伸到转子附近，检测转子各齿槽口处的漏磁通，而水轮发电机的磁极尺寸大，没有像汽轮发电机一样的齿槽结构，也就不存在槽漏磁通，因此，传统探测线圈并不适用于水轮发电机转