[发明专利]基于穿心螺杆的汽轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法有效
申请号: | 201611156432.7 | 申请日: | 2016-12-15 |
公开(公告)号: | CN106772039B | 公开(公告)日: | 2019-05-21 |
发明(设计)人: | 武玉才;徐乾杰;马倩倩;马明晗;袁浚峰 | 申请(专利权)人: | 华北电力大学(保定) |
主分类号: | G01R31/34 | 分类号: | G01R31/34;G01R31/06 |
代理公司: | 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 | 代理人: | 汤东凤 |
地址: | 071000 河*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 螺杆 汽轮发电机 转子 绕组 短路 诊断 方法 | ||
1.一种基于穿心螺杆的汽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,并对之进行实时的数据处理,得到相应的谐波相对于基波的百分比含量,将上述百分比含量与设定阈值相比较,当相应谐波的相对含量超出设定阈值时,判定该汽轮发电机存在转子绕组匝间短路故障;
相应谐波的相对含量与转子绕组匝间短路故障程度成正比;
转子绕组正常情况下,汽轮发电机转子磁势为阶梯形波,通过傅立叶分析将励磁磁势分解为一系列谐波,在静止坐标系下励磁磁势表示为,
转子绕组发生短路故障后,被短路的转子绕组无电流流过,励磁磁势变得不对称,故障磁势等于正常磁势与被短路匝流过反向电流形成的磁势的叠加,对反向流过被短路转子绕组的电流形成的磁势进行傅里叶分解,得,
对于1对极汽轮发电机,出现的2次、4次、6次等偶数次谐波是匝间短路故障前没有的;对于2对极汽轮发电机,1/2次,3/2次、2次、5/2次等谐波是匝间短路故障前没有的;
气隙磁场中将出现偶数次或分数次谐波,这些谐波磁场在以同步速旋转时将切割静止的穿心螺杆,在穿心螺杆的感应电压中也将出现偶数次或分数次谐波;对于1对极汽轮发电机或2对极汽轮发电机,由于转速不同,因此故障特征谐波磁场在穿心螺杆上感应的电压频率也不相同;
当1对极汽轮发电机发生转子绕组匝间短路故障后,穿心螺杆的感应电压中将出现2次、4次、6次等偶数次谐波,发电机正常运行时穿心螺杆的感应电压频率则为1次、3次、5次等,选取2次、4次、6次等偶数次谐波作为1对极汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判据;
当2对极汽轮发电机发生转子绕组匝间短路故障后,穿心螺杆的感应电压中将出现1/2次,3/2次、2次、5/2次等谐波,发电机正常运行时穿心螺杆的感应电压频率则为1次、3次、5次等,将1/2次,3/2次、2次、5/2次等谐波作为2对极汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的判据;
其中,Ff为励磁磁势、θr为转子空间电角度、If为励磁电流、ak为第k槽绕组匝数、γ为大齿区占转子圆周的角度、β为转子槽间电角度、P为汽轮发电机的极对数、Q为短路匝数,m为短路槽号。
2.根据权利要求1所述的基于穿心螺杆的汽轮发电机转子绕组匝间短路诊断方法,其特征在于:对于1对极汽轮发电机,使用2次、4次、6次等偶数次谐波的百分比含量作为判断标准;对于2对极汽轮发电机,使用1/2次,3/2次、2次、5/2次等谐波的百分比含量作为判断标准;
对于1对极汽轮发电机,使用以下判据:
对于2对极汽轮发电机,使用以下判据:
其中,A1为基波幅值,A2为2次谐波幅值,A4为4次谐波幅值,A6为6次谐波幅值,A1/2为1/2次谐波幅值,A3/2为3/2次谐波幅值,A5/2为5/2次谐波幅值,a%为故障特征谐波之和相对于基波的百分比含量。
3.根据权利要求2所述的基于穿心螺杆的汽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6%。
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