[發(fā)明專利]診斷定子的繞組集合

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811318136.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN109752654B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N.M.A.弗萊雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子歌美颯可再生能源公司
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34;G01R1/02;F03D9/25;F03D17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張健;劉春元

描述了一種在操作期間診斷發(fā)電機(jī)（13）的定子的至少一個(gè)繞組集合（15，23）的方法，所述繞組集合具有針對(duì)多個(gè)相（a，b，c）的多根線，所述方法包括：針對(duì)所述繞組集合的所述多根線中的每一根而獲得從所述繞組集合的所述多根線中的相應(yīng)線輸出的個(gè)體功率（pa）的個(gè)體強(qiáng)度（pa,rms；pa,dc）；獲得功率的總和強(qiáng)度（pdc）；針對(duì)所述繞組集合的所述多根線中的每根所考慮的線而形成所考慮的線的所述個(gè)體強(qiáng)度與所述總和強(qiáng)度之間的個(gè)體比率（da，db，dc）；針對(duì)所述繞組集合的所述多根線中的每根所考慮的線，通過從不與所考慮的線相對(duì)應(yīng)的個(gè)體比率中減去取決于與所考慮的線相對(duì)應(yīng)的個(gè)體比率的項(xiàng)，來形成診斷值（Fa，F(xiàn)b，F(xiàn)c）；基于比較所述診斷值來對(duì)至少一根線進(jìn)行診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在操作期間診斷發(fā)電機(jī)定子的至少一個(gè)繞組集合的方法以及裝置。進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及包括該裝置的發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

多定子電機(jī)包括具有一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)繞組集合的定子。由于若干原因，繞組集合中的一個(gè)或多個(gè)可能是有故障的。例如，高電阻連接通常可能是由松動(dòng)連接（由于工藝差、熱循環(huán)和振動(dòng)、或者因點(diǎn)蝕（pitting）、腐蝕或污染而導(dǎo)致的接觸表面的損壞）產(chǎn)生的，該松動(dòng)連接可能演變成開路故障。此外，作為過熱和過度振動(dòng)的后果，可能預(yù)期二次損壞，一些示例是絕緣損壞、銅導(dǎo)體的熔化、短路故障和火災(zāi)。因此，考慮到最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)更換的這種故障場(chǎng)景的高經(jīng)濟(jì)影響，將可靠的診斷方法合并到轉(zhuǎn)換器/渦輪機(jī)控制器中以保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)以及一般地保護(hù)發(fā)電機(jī)是至關(guān)重要的。理想地，診斷方法應(yīng)當(dāng)能夠在早期階段處檢測(cè)出故障，而不生成假警報(bào)。

檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子中的高電阻連接的一些傳統(tǒng)上使用的技術(shù)可以基于：借助于紅外熱成像法的目視檢查；靜止/離線測(cè)試（例如，電阻測(cè)量）；相電流和/或電壓中的負(fù)序分量的分析；零序電壓；以及高頻信號(hào)注入。傳統(tǒng)地，定子不對(duì)稱的診斷可能專注于短路匝的檢測(cè)，從而示出以某種方式與高電阻連接類似的故障標(biāo)記。

即使在多繞組集合定子中已經(jīng)檢測(cè)并定位了有故障的繞組集合之后，有故障的相可能仍然是未知的。因此，不能采取所要求的維修行動(dòng)。在沒有可見的過熱損壞的早期故障檢測(cè)的情況下，可能需要檢查大量的連接，從而導(dǎo)致復(fù)雜的維修干預(yù)以及內(nèi)藏發(fā)電機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)。

因此，可能存在針對(duì)用于在操作期間診斷發(fā)電機(jī)（特別地，風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)）的定子的至少一個(gè)繞組集合的方法和裝置，其中可以確?？煽康脑\斷，特別是關(guān)于繞組集合的哪個(gè)相或線受諸如高電阻之類的故障影響。

發(fā)明內(nèi)容

該需要可以由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題滿足。本發(fā)明的有利實(shí)施例由從屬權(quán)利要求描述。

本發(fā)明的實(shí)施例因此提供了使得能夠?qū)τ泄收系南噙M(jìn)行定位從而大幅減少維修時(shí)間的方法和系統(tǒng)。因此，以三相發(fā)電機(jī)為例，與現(xiàn)有技術(shù)相比，僅需要檢查三分之一的連接。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了意圖用于發(fā)電機(jī)（特別是在風(fēng)力渦輪機(jī)中采用的發(fā)電機(jī)）的在線狀況監(jiān)視的故障定位方法和系統(tǒng)。特別地，可以使用本發(fā)明的實(shí)施例來對(duì)具有永磁發(fā)電機(jī)中的對(duì)應(yīng)線的高電阻連接的相進(jìn)行定位，從而使轉(zhuǎn)換器控制器能夠標(biāo)記有故障的相，并且使得能夠采取措施來修理或修復(fù)與該有故障的相相對(duì)應(yīng)的線或連接。

本發(fā)明的實(shí)施例可以檢測(cè)高電阻連接或短路匝、轉(zhuǎn)換器開路故障、電流傳感器故障、電和磁的不對(duì)稱以及靜態(tài)偏心。因此，本發(fā)明不限于檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子的一個(gè)或多個(gè)繞組集合的高電阻連接。

關(guān)于故障定位，不同故障類型（短路匝、轉(zhuǎn)換器開路故障、電流傳感器故障）可能要求這里所提出的診斷信號(hào)的修改。