[发明专利]发电机定子绕组的诊断方法

说明书

本发明一般性地涉及到一种用于发电机的在线诊断方法，特别是气体冷却类的发电机。

现代发电设备，比如说那些由蒸汽涡轮机驱动的发电机，其定子绕组具有承载几千安培电流的能力。由于定子绕组的电阻以及通风损耗，这种装置会产生非常大量的热，因此必须提供一个冷却系统，以防止在正常运行时由于发热可能导致的发电机过热。

冷却系统的一种型式，是利用发电机外壳中以及转子和定子结构中冷却气体（诸如氢气）的流动将产生的热量带走。在一种典型设计中，由许多叠片组成的发电机定子铁心，具有均匀分布的沿整个铁心长度延伸的轴向槽。每槽的深度足以容纳两个上下布置的分别绕制的线圈元件边（即线棒），每个线圈元件边被认为是“半匝”。冷却气体在线圈元件边里面通过，所以定义为气体内冷型冷却方式。

在一种气体内冷型设计中，在每半匝线圈中装了两组分开的矩形截面的通风管，以容纳冷却气体。设置了许多温度传感器，以获得由所选定的半匝线圈中的通风管出来的气体的温度读数。一般来说，对于多相发电机，绕组每一相带用一对温度传感器。

温度传感器的输出被监测;这样，任何非正常的指示或读数将表示传感所监测的那一相带中的某一线圈或一些线圈可能存在的问题。将温度读数规格化而不是比较每一原始的温度输出，更为方便。这就是说，在发电机各种特定的负荷条件下，对每一传感器输出的读数都建立一个校正系统。对于正常运行，每一传感器的输出信号将转换成规格化的平均温升（等于100%）的百分值（PAR）。如果PAR超过了某一限额，例如105%，即给操作人员发出一个报警信号，，表示已经超过了限额。

尽管这种装置为操作人员提供了一个可能存在问题的指示，但并没有详细说明是什么问题，也不能考虑为可能是其中某一个温度传感器失效。

因此，本发明的主要目的是提供一种有很大改进的诊断方法，用于上面叙述过的那种类型的发电机。在这种诊断系统中，对包括传感器工作失常在内的各种特定的状态失常情况。都会向操作人员作出分类说明，这样，使操作人员得以采取正确措施。

考虑到这一目的，本发明具备对发电机的绕组系统的状态进行诊断的诊断装置;发电机有许多内部带有第一和第二组通风管道的线棒，冷却气体就流经这些通风管道。该诊断装置包括对从选定的一些线棒中的第一和第二组通风管道中引出的冷却气体的温度进行监测的设备，并提供相应的第一和第二温度指示信号。此诊断装置的特征为：由一台诊断计算机将上述第一和第二温度指示信号作为输入而接收，此计算机又产生相应的第一和第二规格化的温度指示信号，以确定上述规格化的温度指示信号是否偏离正常范围;该计算机还产生在上述范围内和范围外的规格化的信号的预定的组合;这样，诊断计算机就可根据上述的组合给出被监测线棒之预计的可能发生的非正常状态的指示，并向操作人员发出非正常状态的信号指示。

参考附图，并用实例对本发明的较佳实施方案进行说明如下，其中：

图1是一个发电机的简化截面图。

图2是一个表示在发电机定子的一个槽中安排的两个“半匝”线圈的截面图。

图3是一个视图，表示两个“半匝”线圈的端部电气连接头以及通风管和温度检测器。

图4用来表示图1的发电机的各相带及温度检测器的布置。

图5是一个表示发电机绕组电气接线的图。

图6A和6B是表示温度读数的测取和将这些读数传送至诊断装置的方框图。

图7和图8是用来说明本发明可能采用的一种专家系统的结点图。

图9A和9B用来说明可以用在这种专家系统中的典型函数。

图10是一个表示本发明工作的流程图。

图1中的发电机10包括一个转子12，它由具有许多槽的定子14所包围，定子的槽用以容纳定子绕组或线圈。图中简单地示出一些线棒，特别是半匝线圈16;同时，每半匝线圈与装在定子另外槽中的另外半匝线圈在电气上相连。

如图1所示，冷却气体（例如氢气）在截面图的左手端处进入与每个线棒16相联系的通风管系统20。该冷却气体将运行中所产生的热量带走，并在截面图右手端线棒16处，从通风管系统20出来，在此，由一个轴流空压风扇装置22压入热交换器24中。加热了气体再一次被冷却并经导管26送入到通风管系统的入口，导管26其中的一根如图所示。虽然此图未加标明，氢气实际上也流经转子12和定子铁心14中的通路。