[发明专利]水轮发电机转子匝间短路在线监测定位方法及装置

说明书

技术领域：本发明涉及三种发电机转子匝间短路在线监测定位方法，尤其涉及三种水轮发电机转子匝间短路在线监测定位的方法；本发明还涉及分别实现上述方法的装置。

背景技术：在目前发电机转子匝间短路技术中，研究汽轮发电机的很多，而研究水轮发电机的很少。由于汽轮发电机是隐极式的，只有两个磁极，其匝间短路反映在转子的槽内；而水轮发电机是凸极式的，有很多个磁极，其匝间短路反映在转子的磁极内。汽轮发电机的转子槽内匝数较少，一般只有几匝，当发生匝间短路时其特征较明显，容易辨别；而水轮发电机转子磁极内匝数较多，一般为几十匝，当发生匝间短路时其特征不明显，不容易辨判别。水轮发电机的结构不同于汽轮发电机，因而用气隙感应电势波形来分析、判断匝间短路的方法也相应不同。

众所周知，水轮发电机转子线圈相邻匝间的绝缘层材料很薄，转子也比较庞大，受转子旋转离心力的作用以及层间绝缘老化的影响，发电机转子匝间短路时有发生。水轮发电机转子匝间短路的危害极大：它会使转子电流增大、绕组温度升高，尤其是短路点局部温度过高将会损坏转子线圈及其铁芯，扩大事故；同时，由于转子磁力不平衡，还会加剧机组振动，威胁发电机的安全运行。

目前，主要采用以下三种方法来判别水轮发电机转子匝间是否发生短路：①直流电组测试法，②作发电机空载、短路试验，③测量转子的交流阻抗和功率损耗试验。然而，由于转子绕组的电阻很低，采用方法①很难发现匝间短路故障；受到测量装置精度的影响，方法②同样也很难发现匝间短路故障。方法③虽能够发现匝间短路故障，但必须退出电网运行或停机检修时才能进行，不能动态检测；即便如此，也必须花费大量的时间去查找短路点的具体位置，这无疑会严重影响发电机的经济效益。

目前，还没有一种能够在线监测定位水轮发电机转子发生匝间短路故障的方法，更没有一种能够对水轮发电机转子发生匝间短路故障进行在线监测定位的装置。

发明内容：针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种水轮发电机转子匝间短路在线监测定位方法，利用该方法不仅能够对水轮发电机转子是否发生匝间短路故障、以及发生故障的具体位置作出快速、准确的判断，从而达到缩短停机检修时间、提高经济效益的目的；本发明的另一个目的是提供另外一种灵敏度更高的水轮发电机转子匝间短路在线监测定位方法；另外，本发明的目的还在于提供两种分别实现上述方法的两种装置。

为了实现上述目的，本发明所提供的方法一采用以下技术方案：

1)在转子的某个磁极上设置定位识别标识，将该磁极定为1^#磁极，并依次对各磁极进行编号；利用设置在发电机支架上的位置传感器将采集到的1^#磁极位置信号传送给微机；

2)利用感应线圈获得转子一个周期内各磁极的感应电势波形，再进行滤波放大后，通过同步实时采集，将各磁极的感应电势波形数据传送给微机；

3)微机根据采集到的感应电势波形数据，算出转子一个周期内各磁极的感应电势峰值e_i，并根据e_i按下列公式算出各磁极的感应电势峰值平均值e_p、各磁极的感应电势峰值与平均值的相对值γ_i；并在各个γ_i中找出最小相对值γ_imin：

ep=Σi=1geig]]>

γi=eiep×100%]]>

其中，g为磁极的个数、i为第某个磁极；