[发明专利]一种发电机转子绕组动态匝间短路故障的定位方法

权利要求书

1.一种发电机转子绕组动态匝间短路故障的定位方法，其特征是，打开发电机定子任意一相绕组并联支路端口，使电机空载运行，采集定子端口打开相绕组的一条支路电压信号，并对该信号进行快速傅立叶变换，得到定子支路电压频谱图，然后计算其基波、二次、三次、四次谐波有效值相对于事先存储的无故障电机在相同励磁电流下的谐波有效值的变化量,进而得到基波和三次谐波有效值变化量的比值以及二次和四次谐波有效值变化量的比值，最后将这两个比值与事先通过仿真得到的比值进行比较，找到与该比值相对应的故障，从而确定存在动态匝间短路故障的线圈。

2.根据权利要求1所述的一种发电机转子绕组动态匝间短路故障的定位方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：

a. 利用有限元方法分别计算汽轮发电机无故障以及转子不同线圈匝间短路时的磁场分布，得到不同线圈短路时的气隙磁密分布；然后对气隙磁密进行快速傅立叶变换，得到其各次谐波幅值，将电机无故障与存在匝间短路时的磁密相比较，计算基波幅值的变化量                                                、二次谐波幅值的变化量、三次谐波幅值的变化量和四次谐波幅值的变化量；

b.计算气隙磁密的基波与三次谐波幅值变化量的比值以及二次谐波和四次谐波幅值变化量的比值；

c.计算定子支路空载电压中基波与三次谐波有效值变化量的比值以及二次谐波和四次谐波有效值变化量的比值，其中，、、和分别为定子绕组基波、二次、三次和四次谐波的绕组因数，将各个线圈匝间短路时的两个比值建立数据库；

d. 打开被测汽轮发电机定子任意一相并联支路的端口，对被测电机进行空载实验，利用电气参数数据采集仪采集汽轮发电机空载运行时的定子绕组端口打开相的支路空载电压信号，并对该信号进行快速傅立叶变换，得到定子绕组支路电压频谱图，获得空载电压的各次谐波有效值；

e.将定子空载电压的各次谐波有效值与事先存储的无故障电机相同励磁电流下的谐波有效值进行比较，计算其基波有效值的变化量、二次谐波有效值的变化量、三次谐波有效值的变化量、四次谐波有效值的变化量；

f.计算支路空载电压的基波与三次谐波有效值变化量的比值以及二次和四次谐波有效值变化量的比值；

g.将步骤f的计算结果与步骤c的计算结果相比对，在步骤c所建立的数据库中找到与步骤f的计算结果相接近的比值，则该比值所对应的线圈匝间短路故障即为被检测发电机的故障，从而判定出匝间短路线圈的位置。

3.根据权利要求2所述的一种发电机转子绕组动态匝间短路故障的定位方法，其特征是，在计算出被检测发电机的基波有效值的变化量、二次谐波有效值的变化量、三次谐波有效值的变化量、四次谐波有效值的变化量之后，应先判断发电机转子绕组是否存在动态匝间短路故障，然后再对故障进行定位，判断发电机转子绕组是否存在动态匝间短路故障的方法是：如果定子支路空载电压的各次谐波变化量超过预先设置的阈值，且电机并网运行时励磁电流的变化量超过预先设置的阈值，即可诊断励磁绕组存在匝间短路故障；、 、、的阈值分别设定为5%、20%、10%、20%，励磁电流变化量的阈值设定为3%。