[發(fā)明專(zhuān)利]一種大型電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810146020.8
• 申請(qǐng)日: 2018-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108318777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫福春;王安東;孫善華;曹志偉;李明;辜超;趙富強(qiáng);許光可;張圍圍;許冬冬;王楠;袁韶璞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/06
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開(kāi)了一種大型電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法及裝置，在轉(zhuǎn)子繞組的I、II極間接入交流電源；利用電壓表依次測(cè)量轉(zhuǎn)子的各個(gè)磁場(chǎng)線(xiàn)圈的首端和尾端之間的電壓值；將所有磁場(chǎng)線(xiàn)圈的電壓值與預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的電壓值相比較，判斷各磁場(chǎng)線(xiàn)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(zhuǎn)子線(xiàn)圈阻抗電壓值不同，并將測(cè)量電壓值與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的電壓值作比較，從而判斷該轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈是否存在匝間短路故障，并根據(jù)電壓值與數(shù)據(jù)庫(kù)差值大小判斷故障的嚴(yán)重程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大型電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法及裝置。

背景技術(shù)

大型汽輪發(fā)電機(jī)廣泛采用電勵(lì)磁的同步電機(jī)，勵(lì)磁繞組分布在轉(zhuǎn)子表面，當(dāng)勵(lì)磁繞組中通入直流電流時(shí)便產(chǎn)生了恒定磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割定子繞組從而在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組分布主要有隱極式和凸極式，對(duì)于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在1000rpm以上，受其離心力的影響，勵(lì)磁繞組采用隱極式分布，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在1000rpm以下時(shí)，其旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力較小，勵(lì)磁繞組采用凸極式分布。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，受其離心力的影響，勵(lì)磁繞組容易發(fā)生匝間短路故障，特別是勵(lì)磁繞組的端部，由于固定較差更易發(fā)生變形導(dǎo)致匝間短路故障，而此故障嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)加大、勵(lì)磁電流增加、轉(zhuǎn)子溫升變大、無(wú)功功率變小等。

近年來(lái)，隨著機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷的試驗(yàn)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(cè)量數(shù)據(jù)具有較大的干擾性，而且所測(cè)量得到數(shù)值需依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)判斷，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在較輕微的匝間短路故障時(shí)，上述兩種方法不能準(zhǔn)確的診斷出轉(zhuǎn)子是否存在故障。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種大型電機(jī)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子線(xiàn)圈阻抗電壓值不同，并將測(cè)量電壓值與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的電壓值作比較，從而判斷該轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈是否存在匝間短路故障，并根據(jù)電壓值與數(shù)據(jù)庫(kù)差值大小判斷故障的嚴(yán)重程度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種大型電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法，包括以下步驟：

轉(zhuǎn)子繞組的I、II極間接入交流電源；

依次測(cè)量轉(zhuǎn)子的各個(gè)磁場(chǎng)線(xiàn)圈的首端和尾端之間的電壓值；

比較所有磁場(chǎng)線(xiàn)圈的電壓值與預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的電壓值的大小，判斷各磁場(chǎng)線(xiàn)圈是否存在匝間短路故障。

進(jìn)一步的，所述磁場(chǎng)線(xiàn)圈是指電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)繞組中占據(jù)一對(duì)槽的一組線(xiàn)匝。

進(jìn)一步的，所述交流電源的電壓有效值不大于轉(zhuǎn)子工作時(shí)額定電壓值。

進(jìn)一步的，還包括：

預(yù)先設(shè)置所述數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有電機(jī)轉(zhuǎn)子出廠(chǎng)時(shí)經(jīng)多次磁場(chǎng)線(xiàn)圈電壓值試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，當(dāng)所測(cè)量的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)線(xiàn)圈的電壓值等于預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的電壓值時(shí)，則該磁場(chǎng)線(xiàn)圈不存在短路故障；當(dāng)所測(cè)量的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)線(xiàn)圈的電壓值小于預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的電壓值時(shí)，則該磁場(chǎng)線(xiàn)圈存在匝間短路故障。

進(jìn)一步的，所述磁場(chǎng)線(xiàn)圈的故障程度取決于磁場(chǎng)線(xiàn)圈的電壓值與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的電壓值之間差值大小，差值越大，磁場(chǎng)線(xiàn)圈匝間短路故障越嚴(yán)重，反之越輕。

一種大型電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷裝置，包括：

電源接入單元，用于在轉(zhuǎn)子繞組的I、II極間接入交流電源；

電壓測(cè)量單元，用于依次測(cè)量轉(zhuǎn)子各個(gè)磁場(chǎng)線(xiàn)圈的首端和尾端之間的電壓值；

比較單元，用于將所有磁場(chǎng)線(xiàn)圈的電壓值與預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的電壓值相比較；