[發(fā)明專利]一種大型電機轉子匝間短路故障診斷方法及裝置

在審

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• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108318777A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 孫福春;王安東;孫善華;曹志偉;李明;辜超;趙富強;許光可;張圍圍;許冬冬;王楠;袁韶璞
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開了一種大型電機轉子匝間短路故障診斷方法及裝置，在轉子繞組的I、II極間接入交流電源；利用電壓表依次測量轉子的各個磁場線圈的首端和尾端之間的電壓值；將所有磁場線圈的電壓值與預先設置的數(shù)據(jù)庫中相應的電壓值相比較，判斷各磁場線圈是否存在匝間短路故障。本發(fā)明利用歐姆定律，在同一電流回路中，不同轉子線圈阻抗電壓值不同，并將測量電壓值與數(shù)據(jù)庫中存儲的電壓值作比較，從而判斷該轉子線圈是否存在匝間短路故障，并根據(jù)電壓值與數(shù)據(jù)庫差值大小判斷故障的嚴重程度。

技術領域

本發(fā)明屬于大型電機技術領域，具體涉及一種大型電機轉子匝間短路故障診斷方法及裝置。

背景技術

大型汽輪發(fā)電機廣泛采用電勵磁的同步電機，勵磁繞組分布在轉子表面，當勵磁繞組中通入直流電流時便產生了恒定磁場，轉子在原動機的拖動下形成旋轉磁場，切割定子繞組從而在定子繞組中產生感應電勢。大型發(fā)電機轉子勵磁繞組分布主要有隱極式和凸極式，對于轉子轉速在1000rpm以上，受其離心力的影響，勵磁繞組采用隱極式分布，轉子轉速在1000rpm以下時，其旋轉時產生的離心力較小，勵磁繞組采用凸極式分布。轉子旋轉時，受其離心力的影響，勵磁繞組容易發(fā)生匝間短路故障，特別是勵磁繞組的端部，由于固定較差更易發(fā)生變形導致匝間短路故障，而此故障嚴重影響發(fā)電機的運行，導致發(fā)電機轉子振動加大、勵磁電流增加、轉子溫升變大、無功功率變小等。

近年來，隨著機組容量的加大，該故障發(fā)生率逐年增加，目前用于發(fā)電機轉子匝間短路故障診斷的試驗方法有直阻法、交流阻抗和功率損耗法等，采用直阻法及交流阻抗和功率損耗法測量數(shù)據(jù)具有較大的干擾性，而且所測量得到數(shù)值需依賴現(xiàn)場經驗判斷，當電機轉子存在較輕微的匝間短路故障時，上述兩種方法不能準確的診斷出轉子是否存在故障。

發(fā)明內容

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種大型電機轉子匝間短路故障診斷方法及裝置，利用歐姆定律，在同一電流回路中，不同轉子線圈阻抗電壓值不同，并將測量電壓值與數(shù)據(jù)庫中存儲的電壓值作比較，從而判斷該轉子線圈是否存在匝間短路故障，并根據(jù)電壓值與數(shù)據(jù)庫差值大小判斷故障的嚴重程度。

本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種大型電機轉子匝間短路故障診斷方法，包括以下步驟：

轉子繞組的I、II極間接入交流電源；

依次測量轉子的各個磁場線圈的首端和尾端之間的電壓值；

比較所有磁場線圈的電壓值與預先設置的數(shù)據(jù)庫中相應的電壓值的大小，判斷各磁場線圈是否存在匝間短路故障。

進一步的，所述磁場線圈是指電機轉子的磁場繞組中占據(jù)一對槽的一組線匝。

進一步的，所述交流電源的電壓有效值不大于轉子工作時額定電壓值。

進一步的，還包括：

預先設置所述數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫存儲有電機轉子出廠時經多次磁場線圈電壓值試驗得到的數(shù)據(jù)。

進一步的，當所測量的轉子磁場線圈的電壓值等于預先設置的數(shù)據(jù)庫中相應的電壓值時，則該磁場線圈不存在短路故障；當所測量的轉子磁場線圈的電壓值小于預先設置的數(shù)據(jù)庫中相應的電壓值時，則該磁場線圈存在匝間短路故障。

進一步的，所述磁場線圈的故障程度取決于磁場線圈的電壓值與數(shù)據(jù)庫內存儲的電壓值之間差值大小，差值越大，磁場線圈匝間短路故障越嚴重，反之越輕。

一種大型電機轉子匝間短路故障診斷裝置，包括：

電源接入單元，用于在轉子繞組的I、II極間接入交流電源；

電壓測量單元，用于依次測量轉子各個磁場線圈的首端和尾端之間的電壓值；

比較單元，用于將所有磁場線圈的電壓值與預先設置的數(shù)據(jù)庫中相應的電壓值相比較；