[發明專利]一種三相無刷勵磁機旋轉整流器二極管開路故障檢測方法

有效

• 申請號: 202110593102.9
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113311307B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 武玉才;龐永林;王澤霖;馬在棟;孫淑瓊
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/54
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 王海波

本發明公開了一種三相無刷勵磁機旋轉整流器二極管開路故障檢測方法，包括以下步驟：A、在勵磁機兩端軸的水平方向和垂直方向分別安裝振動傳感器，通過數據采集分析系統接收振動傳感器輸出端信號；B、確定旋轉整流器二極管開路故障后的氣隙磁通密度表達式；C、確定旋轉整流器二極管開路故障引起的轉子受力及振動特征頻率；D、確定轉子振動特征諧波幅值的故障閾值；E、若轉子振動特征諧波幅值大于故障閾值，則判定旋轉整流器二極管存在開路故障，否則判定旋轉整流器二極管正常。本發明能夠改進現有技術的不足，提升無刷勵磁機旋轉整流器二極管開路故障的診斷可靠性。

技術領域

本發明涉及無刷勵磁機技術領域，尤其是一種三相無刷勵磁機旋轉整流器二極管開路故障檢測方法。

背景技術

與傳統有刷勵磁方式相比，無刷勵磁方式具有輸出勵磁電流大、噪音低、污染小、故障率較低、維護簡單等優點，是目前1000MW級大型發電機組首選的勵磁方式。旋轉整流器是無刷勵磁系統中關鍵且薄弱的環節，整流二極管長時間隨發電機高轉速、高負荷工作，承受巨大的離心力和電磁作用，由此導致的整流二極管開路故障屢屢發生。旋轉整流器二極管開路故障一般故障初期為單管故障，如果預警和處理不及時，可能會演化至多管故障的惡性局面。2014年國內某核電站3號機主變C相高壓側發生故障，導致勵磁系統通道切換，大約3s后1號機出現旋轉二極管斷一相故障報警，約9s后出現旋轉二極管斷兩相故障跳閘信號。由于無刷勵磁機正常運行時整流二極管承擔的容量較大，當旋轉整流器中個別二極管發生故障后，其他正常二極管將過負荷，這樣將加速正常二極管的狀態惡化速度，可能導致旋轉整流器在較短時間內出現多管故障的惡性局面，嚴重影響機組的安全穩定運行。因此，對無刷勵磁機旋轉二極管開路故障開展實時監測十分必要，開發出一種靈敏度高，穩定性強的旋轉二極管開路故障在線診斷方法對大型發電機組安全運行具有重要的現實意義。

無刷勵磁系統由一臺轉樞式交流發電機和旋轉整流器組成，轉樞式交流發電機轉子、旋轉整流器及主發電機轉子同軸組裝，構成了目前核電站普遍使用的無刷勵磁同步發電機組。由于機組在正常運行時旋轉整流器隨發電機同步旋轉，整流器中二極管的故障信息無法直接獲取，這給旋轉整流器二極管故障在線診斷帶來一定難度。針對旋轉整流器二極管開路故障的診斷方法，國內外專家學者進行了大量研究，取得了一些成果，目前主要提出的檢測方法有：DNC(二極管非導通檢測系統)法、氖指示燈頻率檢測法、勵磁機勵磁電流諧波法、發電機端電壓頻譜分析法、U型探測線圈法。