[发明专利]一种发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种发电机定子绕组对地绝缘状态检测方法及系统，其首先向发电机中性点注入恒幅变频的电流信号，并监测是否发生系统谐振，若发生系统谐振，则采集谐振时的系统谐振频率、电流信号、零序电压信号以及消弧线圈的电流，最后由采集的参数计算出发电机定子绕组对地绝缘电容以及发电机定子绕组对地绝缘电导，所述方法解决了消弧线圈带阻尼电阻情况下，发电机定子绕组对地绝缘参数实时在线谐振测量的技术难题。

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，尤其是关于消弧线圈阻尼电阻的一种基于系统谐振的发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法。

背景技术

发电机是电站的重要设备，其运行的安全性与稳定性对电网的运行质量造成直接的影响。发电机定子绝缘故障是发电机故障中最易发生的故障，根据国内外发电机故障运行数据和总结得出的实际工作经验，发电机定子绕组绝缘破坏首先会引发定子接地故障。若不对其进行实时监测并及时检修将造成更为严重的定子匝间短路故障和内部相间短路故障并导致电机故障程度不断加剧。

现有发电机定子绕组绝缘状态测量的方法有基波零序电压型绝缘测量方法、三次谐波电压法、外加直流电源监测等方法，但这些方法仅能在绝缘破损后判断绝缘状态，无法满足发电机定子绕组对地绝缘参数的实时测量。然而，实现对发电机定子绝缘进行高精度、易操作的实时监测，可在故障发生初始阶段进行预防检修，避免发生重大经济损失，并降低其对电网稳定性的威胁，具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法及系统，其可以实现发电机定子绕组对地绝缘参数实时测量的方法，实时得到发电机定子绕组对地绝缘电容以及，以便在故障发生初始阶段进行预防检修，进一步保障电网的稳定性。

一方面，本发明提供的一种基于系统谐振的发电机定子绕组对地绝缘参数检测方法，包括如下步骤：

监测是否发生系统谐振，并获取发生系统谐振时的系统谐振频率f_x、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流

其中，向经消弧线圈接地的发电机中性点注入恒幅值变频率的电流信号并实时记录零序电压信号

基于发生谐振时的系统谐振频率f_x、电流信号零序电压信号以及消弧线圈电流计算出发电机定子绕组对地绝缘电容C_∑以及发电机定子绕组对地绝缘电导g_∑；

f_N＝50HZ

式中，n₁为发电机中性点零序电压互感器变比，为零序电压的相位，为消弧线圈电流的相位，f_N为工频频率。

本发明研究发现，在系统谐振情况下发电机定子绕组对地绝缘电容可通过零序电压与消弧线圈电流的无功部分计算，发电机定子绕组对地绝缘电导可通过零序电压与消弧线圈电流的有功部分计算，因此本发明通过研究推理得到上述发电机定子绕组对地绝缘参数测量公式，即使消弧线圈的电感值未知，也能实现对发电子定子绕组对地绝缘参数的实时精确测量。

进一步优选，所述监测是否发生系统谐振是利用监测零序电压信号与注入的电流信号的相位差来实现；

其中，零序电压信号与注入的电流信号的相位差为零时，发生谐振。

本发明通过研究发现，消弧线圈带有阻尼电阻情况下，谐振频率下注入电流与零序电压夹角仍然满足并联谐振电压电流二者相位相同的关系，但零序电压幅值不再满足并联谐振时幅值最大的关系，因此采用相位差为0作为谐振时的判据。

进一步优选，注入的所述电流信号的频率是关于时间的函数，所述函数如下：

f＝kt