[發(fā)明專(zhuān)利]基于勵(lì)磁磁勢(shì)計(jì)算的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路監(jiān)測(cè)方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102841291A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝亮亮;吳俊勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/06
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)主設(shè)備繼電保護(hù)及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于勵(lì)磁磁勢(shì)計(jì)算的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障監(jiān)測(cè)方法。?

背景技術(shù)

隨著電網(wǎng)的迅猛發(fā)展及發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的不斷增大，人們對(duì)發(fā)電機(jī)的安全可靠運(yùn)行提出了越來(lái)越高的要求。轉(zhuǎn)子匝間短路是發(fā)電機(jī)時(shí)常發(fā)生的電氣故障，輕微的匝間短路不會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，但如果故障繼續(xù)發(fā)展，會(huì)造成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流增大、輸出無(wú)功減小、振動(dòng)加劇等不良影響。短路點(diǎn)處局部過(guò)熱還可能使故障演化為轉(zhuǎn)子接地故障，對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大威脅。?

轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中勵(lì)磁繞組承受離心力造成繞組間的相互擠壓及移位變形、勵(lì)磁繞組的熱變形、通風(fēng)不良造成的局部過(guò)熱等是造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的重要原因，這些原因引起的故障通常只有在發(fā)電機(jī)實(shí)際工況運(yùn)行時(shí)才有所顯現(xiàn)。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的在線監(jiān)測(cè)與保護(hù)顯得尤為必要。?

利用發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的電氣量實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與保護(hù)不需附加裝置，也不需對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行改造。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的故障特征提取方法（公開(kāi)號(hào)：CN102087329A）和汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障位置及短路匝數(shù)的判定方法（公開(kāi)號(hào)：CN102044862A）即是根據(jù)故障時(shí)產(chǎn)生的定子分支不平衡電流進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)及短路匝數(shù)和位置判斷的。?

但由于中國(guó)絕大多數(shù)大型汽輪發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)僅引出三個(gè)端子，不具備分支電流互感器的安裝條件，使得基于分支不平衡電流的轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障監(jiān)測(cè)方法應(yīng)用于大型汽輪發(fā)電機(jī)時(shí)受到了限制。為了提高大型汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，應(yīng)努力尋求現(xiàn)有條件下對(duì)轉(zhuǎn)子匝間短路故障的在線監(jiān)測(cè)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為同步發(fā)電機(jī)提供一種轉(zhuǎn)子繞組匝間短路的在線監(jiān)測(cè)方法，尤其是對(duì)于不具備分支電流互感器安裝條件的大型汽輪發(fā)電機(jī)。?

為了提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，本發(fā)明提出了一種基于勵(lì)磁磁勢(shì)計(jì)算的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明的特征在于，所述方法是依次按以下步驟進(jìn)行的：?

步驟（1），計(jì)算發(fā)電機(jī)氣隙電勢(shì)E_δ：?

E·δ=U·+I·(R+jXσ)]]>

其中：?和?分別為A相電壓和電流相量，R和X_σ分別為定子每相的電阻和漏抗；?

步驟（2），計(jì)算氣隙電勢(shì)E_δ對(duì)應(yīng)的氣隙基波磁動(dòng)勢(shì)F_δ：?

首先查發(fā)電機(jī)的空載特性曲線表，得到E_δ對(duì)應(yīng)的階梯波轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)幅值F_f，由于空載特性是在轉(zhuǎn)子正常時(shí)測(cè)得，這時(shí)E_δ對(duì)應(yīng)的氣隙基波磁動(dòng)勢(shì)大小為?

F_δ=k_fF_f

其中：k_f為轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的波形因數(shù)，其值為磁動(dòng)勢(shì)的基波有效值與幅值之比，與勵(lì)磁線圈在轉(zhuǎn)子上的分布情況有關(guān)，是發(fā)電機(jī)的固有參數(shù)，?

在時(shí)空相矢圖上，F(xiàn)_δ超前?90°；?

步驟（3），計(jì)算定子三相合成電樞磁動(dòng)勢(shì)F_a：?

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