[发明专利]多相角形无刷励磁系统的励磁绕组短路故障检测方法、装置

说明书

本发明涉及了一种多相角形无刷励磁系统的励磁绕组短路故障检测方法、装置，该励磁绕组短路故障检测方法包括：对定子励磁绕组中的励磁电流进行采样；对采样电流进行进行傅里叶分析，并提取其中的m/P倍数次谐波电流及偶数次谐波电流；根据所述m/P倍数次谐波电流以及所述偶数次谐波电流确定励磁绕组是否出现短路故障。实施本发明的技术方案，在无需改造电机的条件下就可实现励磁绕组匝间短路故障特征的有效提取，进而可对多相角形无刷励磁机励磁绕组匝间短路故障进行有效的在线监测与保护。

技术领域

本发明涉及电力系统主设备继电保护领域，尤其涉及一种多相角形无刷励磁系统的励磁绕组短路故障检测方法、装置。

背景技术

励磁系统是大型发电机的重要组成部分，性能优良、可靠性高的励磁系统是保证发电机安全及电力系统稳定运行的基础。无刷励磁方式取消了发电机的碳刷和滑环，减小了励磁系统的维护工作量，显著提高了励磁系统的可靠性，是大型核电发电机组的首选励磁方式，但由于增加了励磁机及旋转整流环节，实际中常发生励磁系统故障。轻微故障不会对励磁系统产生严重影响，但长期故障运行会给机组带来严重的安全隐患，从而影响了整个发电系统的可靠性。

目前现场运行的无刷励磁机仅配备了定子过流保护，而未针对定子励磁绕组短路配备专门保护。针对同步发电机的励磁绕组匝间短路故障，国内外专家学者提出了多种故障检测方法，有利用发电机运行中的电气量如定子并联支路环流、探测线圈电压、轴电压、无功功率偏差、励磁电流谐波等，或机械量如机械振动对故障进行检测与保护。这些监测方法均需要改造电机结构，在实时性和可靠性上存在不足，增加了工艺难度和成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的检测励磁绕组短路故障的实时性、可靠性存在不足的缺陷，提供一种多相角形无刷励磁系统的励磁绕组短路故障检测方法、装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多相角形无刷励磁系统的励磁绕组短路故障检测方法，包括：

采样步骤：对定子励磁绕组中的励磁电流进行采样；

分析步骤：对采样电流进行进行傅里叶分析，并提取其中的m/P倍数次谐波电流及偶数次谐波电流，其中，m为无刷励磁系统的相数，P为无刷励磁系统的极对数；

确定步骤：根据所述m/P倍数次谐波电流以及所述偶数次谐波电流确定励磁绕组是否出现短路故障。

优选地，所述确定步骤包括：

根据m/P次谐波电流和/或2m/P次谐波电流，以及，2次谐波电流和/或4次谐波电流，确定励磁绕组是否出现短路故障。

优选地，所述确定步骤包括：

分别计算所述m/P次谐波电流的有效值及所述2m/P次谐波电流的有效值；

分别计算所述2次谐波电流的有效值及所述4次谐波电流的有效值；

计算所述m/P次谐波电流和所述2m/P次谐波电流的总有效值；

根据所述m/P次谐波电流的有效值、所述2m/P次谐波电流的有效值、所述2次谐波电流的有效值、所述4次谐波电流的有效值及所述总有效值确定励磁绕组是否出现短路故障。

优选地，

所述分析步骤还包括：提取其中的直流分量；

所述确定步骤包括：根据m/P次谐波电流、2m/P次谐波电流、2次谐波电流、4次谐波电流及所述直流分量，确定励磁绕组是否出现短路故障。

优选地，所述确定步骤包括：

分别计算所述m/P次谐波电流的有效值及所述2m/P次谐波电流的有效值，并判断所述m/P次谐波电流的有效值是否大于2倍的所述2m/P次谐波电流的有效值；