[實用新型]一種發(fā)電機轉子繞組匝間短路在線診斷儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720118201.7
• 申請日: 2007-01-19
• 公開（公告）號: CN201000476Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 趙海洋
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司
• 主分類號: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06;G01R31/36
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 易釗

技術領域

本實用新型涉及信號檢測處理技術，特別涉及一種發(fā)電機轉子繞組匝間短路在線診斷儀。

背景技術

在發(fā)電廠的大型電氣設備中，發(fā)電機屬于重要關鍵設備，它的安全、穩(wěn)定、經濟運行對電站的業(yè)績影響很大，因此，需要對發(fā)電機在運行工況下進行不間斷地監(jiān)視并對其故障狀態(tài)進行實時分析與預測。

根據資料統(tǒng)計，已運行的發(fā)電機中，轉子繞組匝間短路故障占轉子絕緣故障的比重較大。轉子繞組存在匝間短路可以導致局部過熱，最后形成轉子接地故障。此外，匝間短路引起轉子發(fā)熱不均，轉子彎曲和產生不平衡的磁拉力。所有以上這些因素將引起電機振動增加，可能使轉子磁化，嚴重者還將燒傷軸頸和軸承，對機組本身的安全穩(wěn)定運行構成很大威脅。

據報道，1993～1998年，張家口發(fā)電廠的2臺發(fā)電機3次連續(xù)發(fā)生轉子繞組嚴重匝間短路，將護環(huán)下的絕緣瓦燒穿后燒傷護環(huán)，轉子大軸嚴重磁化，護環(huán)報廢事故。這3次轉子事故類型相同，都是在發(fā)生“轉子一點接地信號”后才發(fā)現，并被迫停機檢修的。如果及時判斷出轉子匝間短路故障，將能避免這些事故的發(fā)生。又以某核電站2002年3月26日發(fā)電機事故為例，經過分析得出結論：這也是一起典型的匝間短路引起接地故障，并造成停機停堆更換轉子的嚴重后果，直到5月4日并網發(fā)電。

由此看出，實現發(fā)電機轉子絕緣故障多工況在線監(jiān)測是十分必要的。

發(fā)明內容

本實用新型的目的在于提供一種發(fā)電機轉子繞組匝間短路在線診斷儀。

本實用新型的技術方案是：一種發(fā)電機轉子繞組匝間短路在線診斷儀，包括數據采集電路和故障判斷模塊，所述數據采集電路的數據采集端與裝設在發(fā)電機定子和轉子氣隙中的探測線圈相連，其輸出端與故障判斷模塊相連。

進一步的，所述探測線圈是微分探測線圈。所述故障判斷模塊包括順次相連的去躁單元、特征點獲得單元、特征值計算單元和判斷單元。所述故障判斷模塊還包括在所述判斷單元判斷發(fā)電機轉子繞組出現匝間短路時進行報警的報警單元。

作為本實用新型的一種實施方式，所述故障判斷模塊為數字信號處理器。所述特征點獲得單元包括順次相連的特征點采集單元、特征點聚類濾波單元、特征點統(tǒng)計濾波單元和有效特征點分離濾波單元。

進一步的，所述故障判斷模塊還包括存儲單元。

通過本實用新型診斷儀可實時采集并分析氣隙探測線圈輸出的電壓信號，從而實現對發(fā)電機多工況條件下全程監(jiān)控，有利于運行人員對設備故障狀態(tài)的把握，避免出現重大事故；可在故障出現前進行預測，為發(fā)電機狀態(tài)維修提供技術支持，避免過度維修和維修不足，提高維修的經濟性和有效性；可積累設備數據，為設備延壽提供技術支持。本實用新型適用于大型發(fā)電機轉子繞組匝間短路的診斷。

附圖說明

圖1是一種發(fā)電機轉子繞組匝間短路在線診斷儀的功能結構圖。

圖2是一個實施例中微分探測線圈安裝位置示意圖。

圖3是探測線圈安裝如圖2時診斷儀輸出的氣隙波形圖。

圖4是一個實施例中故障嚴重程度測量的氣隙波形圖。

圖5是一個實施例中發(fā)電機空載下的氣隙波形圖。

具體實施方式

下面根據附圖和具體實施例對本實用新型作進一步闡述。

如圖1所示，發(fā)電機轉子繞組匝間短路在線診斷儀可包括裝設在發(fā)電機定子和轉子氣隙中的探測線圈(固定在定子槽楔中)、數據采集電路100、A/D轉換電路200和故障判斷模塊300。

本實施例中，探測線圈采用微分探測線圈。對于已經安裝有探測線圈的發(fā)電機，本實用新型診斷儀的數據采集電路100可連接在探測線圈的輸出端上。對于未安裝微分探測線圈的發(fā)電機，首先需要繞制用于探測的微分線圈，然后再嵌入到發(fā)電機中。圖2是本實施例中微分探測線圈安裝位置示意圖。其中，標號10是極軸，11是槽漏磁通，12是極前槽，13是線圈和槽號數，14是槽，15是探測線圈，16是交軸。

數據采集電路100采集探測線圈的輸出電壓，進行放大處理后輸出到A/D轉換電路200，由A/D轉換電路200轉換為數字信號后輸出到故障判斷模塊300中。由于數據采集電路100和A/D(模擬信號轉數字信號)轉換電路是目前較成熟的技術，故不在此詳述。圖3是探測線圈輸出的波形圖。

本實施例中，故障判斷模塊300包括順次相連的去噪單元301、特征點獲得單元302、特征值計算單元303、判斷單元304、報警單元305和存儲單元306。特征點獲得單元302包括順次相連的特征點采集單元308、特征點聚類濾波單元309、特征點統(tǒng)計濾波單元310和有效特征點分離濾波單元311。故障判斷模塊300可以是數字信號處理器，如計算機。