[發明專利]一種確定電機勵磁繞組匝間短路故障位置的方法

有效

• 申請號: 201510011621.4
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104569733B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 李俊卿;史瑋明
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06;G01R31/34;G06F19/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 李羨民,高錫明

1.一種確定電機勵磁繞組匝間短路故障位置的方法，其特征是，所述方法在同步電機運行過程中采集定子繞組一條支路的電流信號，并對該信號進行快速傅立葉變換，得到其各次諧波幅值，然后從中找到作為故障特征諧波的由勵磁繞組匝間短路引起的定子支路諧波電流，并計算不同次數的故障特征諧波電流幅值之比，最后將該比值與事先通過仿真得到的比值進行比較，找到與該比值相對應的故障，從而確定存在匝間短路故障的線圈；

所述方法按以下步驟進行：

a.針對電機的具體結構，確定由勵磁繞組匝間短路在定子支路電流中引起的諧波次數，從中選擇部分諧波電流作為故障特征諧波電流；

b.計算不同故障特征諧波幅值的比值，并將各個線圈分別匝間短路時的比值建立數據庫，ν₁次故障特征諧波與ν₂次故障特征諧波幅值的比值的計算公式為:

$\frac{{\mathrm{\ΔI}}_{{\mathrm{av}}_1}}{{\mathrm{\ΔI}}_{{\mathrm{av}}_2}}=\frac{k_{v1}{k}_{dpv1}}{k_{v2}{k}_{dpv2}}\frac{{k_{dpv2}}^2\·x_a+{v_2}^2{k_{dp1}}^2{x}_{\mathrm{\σ}}}{{k_{dpv1}}^2\·x_a+{v_1}^2{k_{dp1}}^2{x}_{\mathrm{\σ}}}\frac{\sin \left(v_1{\mathrm{\β}}_j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)}{\sin \left(v_2{\mathrm{\β}}_j\frac{\mathrm{\π}}{2}\right)};$

其中，β_j為第j個勵磁線圈的短距比，k_dp1為定子繞組基波的繞組因數，k_dpν1為定子繞組ν₁次諧波的繞組因數，k_dpν2為定子繞組ν₂次諧波的繞組因數，x_a、x_σ分別為每相電樞反應電抗和漏抗，k_ν1、k_ν2分別為計算ν₁、ν₂次諧波電勢的系數；

c.利用電氣參數數據采集儀采集同步電機運行過程中的定子支路電流信號，并對該信號進行快速傅立葉變換，獲得定子繞組支路電流頻譜圖，進而得到定子支路電流的各次諧波幅值；

d.利用步驟c所獲得的諧波幅值數據，按照步驟b的計算方法，計算被測電機不同故障特征諧波幅值之比；

e.將步驟d的計算結果與步驟b的計算結果相比對，在步驟b所建立的數據庫中找到與步驟d的計算結果相對應的比值，則該比值所對應的線圈匝間短路故障即為被檢測電機的故障。