[发明专利]一种调相机转子绕组匝间短路故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种调相机转子绕组匝间短路故障诊断方法，属于电机故障诊断技术领域。包括以下步骤：a.通过反向计算法计算调相机正常工作状态下励磁电流理论值I_f；b.根据下述公式计算调相机的励磁电流实测值I'_f与励磁电流理论值I_f的相对偏差a％：c.结合常规实验并根据下述计算公式获得调相机转子绕组匝间短路阈值c％；d.进行调相机转子绕组匝间短路故障诊断：如果a％＜c％；则调相机转子绕组不存在匝间短路故障；如果a％＞c％；则调相机转子绕组存在匝间短路故障。它具有诊断迅速、准确等特点。

技术领域

本发明涉及电机故障诊断技术领域。

背景技术

目前，随着特高压直流的快速发展，电网特性发生较大变化，部分地区动态无功储备下降、电压支撑不足的问题突出，成为大电网安全稳定的主要问题之一。这就客观要求直流大规模有功输送，必须匹配大规模动态无功，而新一代调相机则具有容量更大、可靠性更高、动态维持电压能力强的特点，在电网扰动的情况下，能够通过强励及时提供大容量动态无功，所以目前调相机的发展备受关注。

然而，结合发电机的运行经验，随着新型调相机的大量投入，转子绕组匝间短路故障成为一个不容忽视的问题，因为出现这种故障时，励磁电流增加，损耗增大，使调相机的无功功率受到限制，同时匝间短路处局部温度升高，导致主绝缘和绕组铜线的损坏，严重时转子振动增大，大轴磁化，甚至被迫停机，对电力系统的安全稳定运行造成了极大地威胁，所以对调相机转子进行匝间短路故障诊断非常必要。

同时，当前在发电机故障诊断领域，存在诸多检测转子绕组匝间短路故障的方法，包括直流电阻法、交流阻抗与损耗法、分布电压法、探测线圈法、以及定子绕组并联支路环流法等，根据这些方法在汽轮发电机和水轮发电机上应用，发现直流电阻法，交流阻抗与损耗法，分布电压法只能在电机停机的情况下使用，在线情况下无法应用，探测线圈法虽然能在线使用，但易受干扰，仅在空载条件下有较好的诊断效果，定子绕组并联支路法在现场检测信号微弱，不能准确地识别出匝间短路故障，所以对于调相机急需一种在线的准确有效的诊断方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种调相机转子绕组匝间短路故障诊断方法，它具有诊断迅速、准确等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种调相机转子绕组匝间短路故障诊断方法，包括以下步骤：

a.通过反向计算法计算调相机正常工作状态下励磁电流理论值I_f；

b.根据下述公式计算调相机的励磁电流实测值I'_f与励磁电流理论值I_f的相对偏差a％：

c.通过常规实验模拟转子绕组匝间轻微短路状态，从而测得在转子绕组正常时的励磁电流i和匝间轻微短路状态下的最小短路电流i_min，根据下述计算公式获得调相机转子绕组匝间短路阈值c％：

d.进行调相机转子绕组匝间短路故障诊断：

如果a％＜c％；

则调相机转子绕组不存在匝间短路故障；

如果a％＞c％；

则调相机转子绕组存在匝间短路故障。

本发明进一步改进在于：

步骤a中通过下述反向计算法计算调相机正常工作状态下励磁电流理论值：

a-a.采集调相机正常运行时的电气相关参数，相关参数包括：无功功率Q、定子电压U,同步电抗X_s；根据下述计算公式计算调相机的空载电动势E₀：