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基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法
【專利摘要】一種基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法，所述方法利用安裝于發(fā)電機(jī)多個(gè)部位的不同類型的傳感器所采集的多種故障特征參量和各自的閾值分別進(jìn)行計(jì)算，得到根據(jù)每種故障特征參量進(jìn)行診斷時(shí)的故障特征值，然后依據(jù)不同診斷方法的可靠性對(duì)各故障特征值分配權(quán)重，求得多種故障特征值的加權(quán)和，最終通過(guò)比較該加權(quán)和與綜合閾值的大小識(shí)別汽輪發(fā)電機(jī)是否存在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障。本發(fā)明通過(guò)對(duì)多種傳感器所采集的診斷信息進(jìn)行綜合分析來(lái)判斷汽輪發(fā)電機(jī)是否存在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障，所述方法克服了傳統(tǒng)單一診斷方法所存在的不足，提高了汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障檢測(cè)的靈敏度和可靠性。
【專利說(shuō)明】基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠及時(shí)、準(zhǔn)確診斷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的方法，屬于發(fā)電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障是汽輪發(fā)電機(jī)的常見(jiàn)電氣故障之一，該故障屬于汽輪發(fā)電機(jī)的弱不對(duì)稱故障，輕微的轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障并不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行，但該故障若不及時(shí)處理有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地、大軸磁化等嚴(yán)重故障，因此進(jìn)行汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的早期預(yù)報(bào)是十分必要的。針對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的診斷方法多種多樣，總體上可以分為兩類，即離線診斷方法和在線診斷方法。其中，在線診斷方法能對(duì)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，防止其進(jìn)一步惡化，是今后發(fā)展的趨勢(shì)。
[0003]目前，在線檢測(cè)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的方法主要有探測(cè)線圈法、勵(lì)磁電流法、軸電壓法以及基于定子鐵心與轉(zhuǎn)子基頻振動(dòng)的檢測(cè)方法。探測(cè)線圈法的基本原理是對(duì)發(fā)電機(jī)氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)進(jìn)行微分，然后通過(guò)分析信號(hào)微分后的波形來(lái)診斷轉(zhuǎn)子繞組是否存在匝間短路故障以及故障槽的位置。所述方法的缺點(diǎn)是只適合診斷分布式繞組的隱極電機(jī)而且只在電機(jī)空載狀態(tài)才能獲得較高的監(jiān)測(cè)可靠性，而當(dāng)電機(jī)帶載運(yùn)行時(shí)，探測(cè)效果并不明顯，檢測(cè)準(zhǔn)確度較差。此外，這種方法需要將探測(cè)線圈裝在定子鐵心的空氣隙表面，對(duì)已經(jīng)投運(yùn)電機(jī)安裝探測(cè)線圈相當(dāng)困難，因此使所述方法的應(yīng)用范圍受到了限制。勵(lì)磁電流法是根據(jù)短路故障后勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)基波分量減小，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流增大而無(wú)功功率卻相對(duì)下降的原理診斷匝間短路故障的，適用于靜止勵(lì)磁電機(jī)。發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障后，氣隙磁勢(shì)出現(xiàn)不同于正常情況的 偶次諧波分量，與氣隙磁導(dǎo)相互作用后發(fā)生畸變，形成交鏈轉(zhuǎn)軸的交變磁通，該交變磁通在轉(zhuǎn)軸兩端感應(yīng)頻率為k?r的軸電壓分量，?/Ρ#…的軸電壓分量是發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行不存在的，可以用來(lái)判斷轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障?；陔姍C(jī)轉(zhuǎn)子基頻振動(dòng)的轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)的是轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)是機(jī)電交叉作用的結(jié)果，其中包含轉(zhuǎn)子初始彎曲、質(zhì)量不平衡和動(dòng)偏心因素的影響，如果轉(zhuǎn)子所受初始不平衡外力與轉(zhuǎn)子匝間短路引起的不平衡磁拉力相位相反，那么短路發(fā)生后電機(jī)的基頻振動(dòng)可能仍處于正常范圍，目前已發(fā)生多起轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障后轉(zhuǎn)子振動(dòng)不增甚至減小的實(shí)例，因此應(yīng)結(jié)合轉(zhuǎn)子基頻振動(dòng)的振幅和相位信息共同診斷轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障。經(jīng)研究，定子鐵心基頻振動(dòng)的幅值與汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障程度成正比，因此可以將其作為判斷轉(zhuǎn)子繞匝間短路的判據(jù)，但定子鐵心受機(jī)座振動(dòng)的影響，自身已存在一定程度的基頻振動(dòng)，因此在診斷該故障時(shí)也應(yīng)同時(shí)參考定子鐵心基頻振動(dòng)的幅值和相位信息。
[0004]總之，盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障的在線檢測(cè)十分重視，現(xiàn)有的各種方法在應(yīng)用中還是受到一定的制約，實(shí)際測(cè)試中得到的結(jié)果并不十分理想，發(fā)電廠發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障后未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成嚴(yán)重后果的事例屢見(jiàn)不鮮，因此有必要進(jìn)一步提高此類故障的診斷水平。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種融合多類信息的、具有高靈敏性和高可靠性高的的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法。
[0006]本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法，所述方法利用安裝于發(fā)電機(jī)多個(gè)部位的不同類型的傳感器所采集的多種故障特征參量和各自的閾值分別進(jìn)行計(jì)算，得到根據(jù)每種故障特征參量進(jìn)行診斷時(shí)的故障特征值，然后依據(jù)不同診斷方法的可靠性對(duì)各故障特征值分配權(quán)重，求得多種故障特征值的加權(quán)和；比較該加權(quán)和與設(shè)定閾值的大小，當(dāng)加權(quán)和大于設(shè)定閾值則判定汽輪發(fā)電機(jī)存在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障，否則判定汽輪發(fā)電機(jī)不存在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障。
[0007]上述基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法，所述方法所采集的故障特征參量及各參量所對(duì)應(yīng)的閾值、故障特征值和權(quán)重如下:
a.故障特征參量:關(guān)于轉(zhuǎn)子7軸對(duì)稱槽的漏磁通在探測(cè)線圈上感應(yīng)的脈沖電勢(shì)差M, 閾值:Ae/e≤3%,其中:e為槽脈沖電勢(shì)幅值，
故障特征:
【權(quán)利要求】
1.一種基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法，其特征是，所述方法利用安裝于發(fā)電機(jī)多個(gè)部位的不同類型的傳感器所采集的多種故障特征參量和各自的閾值分別進(jìn)行計(jì)算，得到根據(jù)每種故障特征參量進(jìn)行診斷時(shí)的故障特征值，然后依據(jù)不同診斷方法的可靠性對(duì)各故障特征值分配權(quán)重，求得多種故障特征值的加權(quán)和；比較該加權(quán)和與設(shè)定閾值的大小，當(dāng)加權(quán)和大于設(shè)定閾值則判定汽輪發(fā)電機(jī)存在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障，否則判定汽輪發(fā)電機(jī)不存在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法，其特征是，所述方法所采集的故障特征參量及各參量所對(duì)應(yīng)的閾值、故障特征值和權(quán)重如下: a.故障特征參量:關(guān)于轉(zhuǎn)子7軸對(duì)稱槽的漏磁通在探測(cè)線圈上感應(yīng)的脈沖電勢(shì)差A(yù)fe, 閾值:Af/f≤3%,其中:麗為槽脈沖電勢(shì)幅值， 故障特征值

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于多傳感器聯(lián)合的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子匝間短路故障診斷方法，其特征是，對(duì)下列故障特征參量還設(shè)置有重故障閾值，其中任何一個(gè)故障特征參量超過(guò)其重故障閾值時(shí)，可直接判斷汽輪發(fā)電機(jī)存在轉(zhuǎn)子繞組匝間短路故障: a.故障特征參量:關(guān)于轉(zhuǎn)子7軸對(duì)稱槽的漏磁通在探測(cè)線圈上感應(yīng)的脈沖電勢(shì)差M， 重故障閾值
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK103823150SQ201310670022
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】班國(guó)邦, 趙立進(jìn), 李小軍, 李永剛, 武玉才 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 華北電力大學(xué)（保定）