[发明专利]用于检测无刷励磁机的电气故障的方法和系统及存储介质

说明书

本发明实施例提供一种用于检测无刷励磁机的电气故障的方法和系统及存储介质。该方法包括：在无刷励磁机的均匀分布的至少两个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈；将所绕制的至少两个子探测线圈串联，以获得串联后的磁极探测线圈，其中，磁极探测线圈的端口保持开路状态；检测磁极探测线圈的端口电压；基于端口电压的谐波分量确定无刷励磁机是否存在电气故障。根据本发明实施例的用于检测无刷励磁机的电气故障的方法和系统及存储介质，可以有效提高对多相环形绕组无刷励磁系统故障保护及监测的灵敏度和可靠性，在故障检测方面具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及电力系统主设备继电保护及在线监测技术领域，更具体地涉及一种用于检测无刷励磁机的电气故障的方法和系统及存储介质。

背景技术

多相环形绕组无刷励磁系统已经广泛应用于大型核电机组中，是核能发电系统中重要的组成部分，无刷励磁系统的安全稳定运行对于整个发电系统至关重要。但是，目前无刷励磁系统仅采用“弱保护”配置，无刷励磁机可能发生的励磁绕组匝间短路、电枢绕组内部短路、旋转整流器二极管开路和电枢断线等电气故障都会对无刷励磁系统以及整个核电系统的安全运行带来严重威胁。

图1示出现有多相环形绕组无刷励磁系统的部分结构的示意图。参见图1，示出了无刷励磁机。目前对于多相环形绕组无刷励磁系统的故障检测主要是基于无刷励磁机的定子电流(即励磁机励磁电流)，通过不同电气故障在定子励磁电流中引起的不同谐波分量来进行故障鉴别。这种方法的缺点在于，定子励磁电流通常是由交流电源整流得到，会在运行中引入固有谐波；并且定子励磁电流会受到自动电压调节器的影响，这些因素都会影响故障判据的准确性。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种用于检测无刷励磁机的电气故障的方法和系统及存储介质。

根据本发明一个方面，提供了一种用于检测无刷励磁机的电气故障的方法，包括：在无刷励磁机的均匀分布的至少两个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈；将所绕制的至少两个子探测线圈串联，以获得串联后的磁极探测线圈，其中，磁极探测线圈的端口保持开路状态；检测磁极探测线圈的端口电压；基于端口电压的谐波分量确定无刷励磁机是否存在电气故障。

示例性地，在无刷励磁机的均匀分布的至少两个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈包括：在无刷励磁机的相距P极的两个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈，其中，P为无刷励磁机的极对数；将所绕制的至少两个子探测线圈串联包括：将所绕制的至少两个子探测线圈反向串联。

示例性地，基于端口电压的谐波分量确定无刷励磁机是否存在电气故障包括：如果端口电压包含除2M/P的整数倍谐波以外的M/P的倍数次谐波，则确定无刷励磁机存在励磁绕组匝间短路故障，其中，M为无刷励磁机的相数；如果端口电压包含2/P的倍数次谐波，则确定无刷励磁机存在电枢绕组内部短路故障和/或电枢断线故障；如果端口电压包含1/P的倍数次谐波，则确定无刷励磁机存在旋转整流器二极管开路故障。

示例性地，在无刷励磁机的均匀分布的至少两个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈包括：在无刷励磁机的P个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈，其中，P个磁极两两相距两个极，P为无刷励磁机的极对数；将所绕制的至少两个子探测线圈串联包括：将所绕制的至少两个子探测线圈正向串联。

示例性地，基于端口电压的谐波分量确定无刷励磁机是否存在电气故障包括：如果端口电压包含M/P的倍数次谐波，则确定无刷励磁机存在励磁绕组匝间短路故障，其中，M为无刷励磁机的相数；如果端口电压包含除M的整数倍谐波以外的整数次谐波，则确定无刷励磁机存在电枢绕组内部短路故障、电枢断线故障和旋转整流器二极管开路故障中的一种或多种。

示例性地，至少两个子探测线圈中的每个子探测线圈的匝数为无刷励磁机的励磁绕组每极串联匝数的1/10。