[发明专利]无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测方法，通过检测无刷励磁机励磁绕组电流，计算其直流分量I_DC及特定的分数次谐波总量I_Σ；计算I_Σ与I_DC的比值K_Σ；当I_DC和K_Σ同时大于各自的门槛值时，经延时报励磁绕组匝间短路故障信号。本发明还公开了一种无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测装置。此装置及方法用于实现无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测。

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测装置及方法。

背景技术

无刷励磁机做为发电机组的重要辅助设备，当定子励磁绕组匝间故障时会严重危害发电机组安全运行，需对该类故障及时报警或跳闸。在现有技术中仅配置了简易的定子励磁过流保护，而未针对定子励磁绕组匝间短路故障配置专门保护。此外，由于保护原理不完善，GB/T14285-2006、DL/T684-2012等相关规范标准也未对无刷励磁机励磁绕组内部故障保护提出明确要求，因此现有的无刷励磁机励磁绕组内部故障保护一直处于“弱保护”状态。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测装置及方法，实现无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测。

为达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测装置，包括：

采集单元，用于采集励磁机励磁绕组电流；

计算单元，用于从采集单元获得励磁绕组电流，计算其直流分量I_DC及特定的分数次谐波总量I_Σ，计算I_Σ与I_DC的比值K_Σ；所述特定的分数次谐波为：j×m/P次谐波分量，其中，j＝1,2，…，N，N为自然数，m为励磁机电枢绕组相数，P为励磁机电枢侧转子极对数；

判断单元，当I_DC和K_Σ同时大于各自的门槛值时，判定为励磁绕组匝间短路故障。

进一步地，上述在线检测装置还包括：

动作单元，用于当判断单元判定为励磁绕组匝间短路故障时经预设延时告警或者动作于跳闸。

进一步地，上述在线检测装置中所述特定的分数次谐波总量I_Σ计算公式为：

I_Σ＝F(I_j)；

其中，I_j为励磁机励磁绕组电流中j×m/P次谐波分量有效值，j＝1,2，…，N，N为自然数，m为励磁机电枢绕组相数，P为励磁机电枢侧转子极对数，F(I_j)为与I_j相关的运算函数。

进一步地，上述在线检测装置中，所述运算函数采用求和函数、求总有效值函数、或求平均值函数。

进一步地，上述在线检测装置中，所述励磁机励磁绕组电流中j×m/P次谐波分量有效值采用傅里叶算法函数、瞬时采样运算函数、半波积分运算函数、或全波积分运算函数计算。

本发明相应提出了一种无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障在线检测方法，包括如下步骤：

步骤(1)采集励磁机励磁绕组电流，计算其直流分量I_DC及特定的分数次谐波总量I_Σ；所述特定的分数次谐波为：j×m/P次谐波分量，其中，j＝1,2，…，N，N为自然数，m为励磁机电枢绕组相数，P为励磁机电枢侧转子极对数；