[發明專利]一種定子繞組動態匝間短路模擬方法和裝置

有效

• 申請號: 202010549111.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111766535B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 何玉靈;張志杰;袁興華;唐貴基;白潔
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/72;G01R31/12;G01R31/34
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種定子繞組動態匝間短路模擬方法及裝置，所述裝置包括：直流電源、發電機、接線板、動態短接機構和轉速控制器；直流電源與發電機相連，為發電機提供勵磁電流；發電機的定子繞組上連接有短路抽頭；各個短路抽頭通過集成導線與接線板相連；動態短接機構與接線板相連；轉速控制器與動態短接機構相連。本發明提供的定子繞組動態匝間短路模擬裝置，能夠有效模擬發電機定子繞組動態匝間短路故障的情況，有助于通過實驗的方式來研究發電機定子繞組動態短路故障的故障特性，為及時診斷并排除該故障提供可能。

技術領域

本發明涉及發電機技術領域，更具體的說是涉及一種定子繞組動態匝間短路模擬方法和裝置。

背景技術

定子繞組由于繞線絕緣層老化或其他原因損壞導致定子繞組匝間存在絕緣危險點，這些危險點可以以裂縫、磨損等形式存在，且絕緣危險點的絕緣能力大幅下降，當定子繞組匝間的絕緣危險點由于振動在某一時刻相互正對且靠近到一定距離時，定子繞組匝間達到擊穿條件發生擊穿，形成定子繞組匝間短路，但由于振動原因，這個狀態并不穩定，定子繞組匝間的絕緣危險點并不總是正對且處于擊穿距離內，因此使得這種定子繞組匝間短路呈現為動態匝間短路狀態，且具有一定的周期性，具體周期受結構和振動周期的控制。

以股線式繞制的定子繞組為例，其單根定子繞組的一邊如圖1a和圖1b所示，可見定子繞組的匝間存在一定的間隙d。當定子繞組匝間間隙處存在絕緣危險點時，由于匝間間隙d較大達不到擊穿距離，在匝間間隙兩側繞線未相互靠近的情況下并不會對定子繞組產生影響，但當發電機開始工作，并且產生一定頻率的振動之后，匝間間隙的兩側繞線就會向未受到約束的間隙一側發生變形，如圖2所示，此時匝間間隙減小為d1，當d1小到一定程度時定子繞組兩匝間的空氣被擊穿，即形成定子繞組匝間短路.

雖然在工程實際中發電機存在定子繞組動態匝間短路的現象，但是由于目前對于定子繞組動態匝間短路的研究有限，缺少模擬定子繞組動態匝間短路的方法和裝置，并沒有得到明確的定子繞組動態匝間短路的故障特征，因此，對于該故障并不能及時識別和排除。

因此，如何提供一種定子繞組動態匝間短路模擬方法和裝置是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種定子繞組動態匝間短路模擬方法和裝置，能夠有效模擬發電機定子繞組動態匝間短路故障的情況，有助于通過實驗的方式來研究發電機定子繞組動態短路故障的故障特性，為及時診斷并排除該故障提供可能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種定子繞組動態匝間短路模擬裝置，包括：直流電源、發電機、接線板、動態短接機構和轉速控制器；

所述直流電源與所述發電機相連，為所述發電機提供勵磁電流；

所述發電機的定子繞組上連接有短路抽頭；各個所述短路抽頭通過集成導線與所述接線板相連；

所述動態短接機構與所述接線板相連；

所述轉速控制器與所述動態短接機構相連。

優選的，所述動態短接機構包括：電動機、轉盤開關和金屬貼片；

所述電動機與所述轉盤開關相連；

所述轉盤開關的圓盤上內嵌有若干金屬條；所述轉盤開關兩側安裝有所述金屬貼片；

所述金屬貼片與所述接線板電連接。

優選的，還包括：底座；所述電動機和所述金屬貼片均安裝在所述底座上。

優選的，所述金屬貼片依次通過導線和第一接線柱與所述接線板電連接。

優選的，所述接線板上安裝有若干第二接線柱，所述短路抽頭和所述第二接線柱相對應。

優選的，所述發電機包括：同步發電機。