[实用新型]一种发电机转子绕组匝间短路在线诊断仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及信号检测处理技术，特别涉及一种发电机转子绕组匝间短路在线诊断仪。

背景技术

在发电厂的大型电气设备中，发电机属于重要关键设备，它的安全、稳定、经济运行对电站的业绩影响很大，因此，需要对发电机在运行工况下进行不间断地监视并对其故障状态进行实时分析与预测。

根据资料统计，已运行的发电机中，转子绕组匝间短路故障占转子绝缘故障的比重较大。转子绕组存在匝间短路可以导致局部过热，最后形成转子接地故障。此外，匝间短路引起转子发热不均，转子弯曲和产生不平衡的磁拉力。所有以上这些因素将引起电机振动增加，可能使转子磁化，严重者还将烧伤轴颈和轴承，对机组本身的安全稳定运行构成很大威胁。

据报道，1993～1998年，张家口发电厂的2台发电机3次连续发生转子绕组严重匝间短路，将护环下的绝缘瓦烧穿后烧伤护环，转子大轴严重磁化，护环报废事故。这3次转子事故类型相同，都是在发生“转子一点接地信号”后才发现，并被迫停机检修的。如果及时判断出转子匝间短路故障，将能避免这些事故的发生。又以某核电站2002年3月26日发电机事故为例，经过分析得出结论：这也是一起典型的匝间短路引起接地故障，并造成停机停堆更换转子的严重后果，直到5月4日并网发电。

由此看出，实现发电机转子绝缘故障多工况在线监测是十分必要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种发电机转子绕组匝间短路在线诊断仪。

本实用新型的技术方案是：一种发电机转子绕组匝间短路在线诊断仪，包括数据采集电路和故障判断模块，所述数据采集电路的数据采集端与装设在发电机定子和转子气隙中的探测线圈相连，其输出端与故障判断模块相连。

进一步的，所述探测线圈是微分探测线圈。所述故障判断模块包括顺次相连的去躁单元、特征点获得单元、特征值计算单元和判断单元。所述故障判断模块还包括在所述判断单元判断发电机转子绕组出现匝间短路时进行报警的报警单元。

作为本实用新型的一种实施方式，所述故障判断模块为数字信号处理器。所述特征点获得单元包括顺次相连的特征点采集单元、特征点聚类滤波单元、特征点统计滤波单元和有效特征点分离滤波单元。

进一步的，所述故障判断模块还包括存储单元。

通过本实用新型诊断仪可实时采集并分析气隙探测线圈输出的电压信号，从而实现对发电机多工况条件下全程监控，有利于运行人员对设备故障状态的把握，避免出现重大事故；可在故障出现前进行预测，为发电机状态维修提供技术支持，避免过度维修和维修不足，提高维修的经济性和有效性；可积累设备数据，为设备延寿提供技术支持。本实用新型适用于大型发电机转子绕组匝间短路的诊断。

附图说明

图1是一种发电机转子绕组匝间短路在线诊断仪的功能结构图。

图2是一个实施例中微分探测线圈安装位置示意图。

图3是探测线圈安装如图2时诊断仪输出的气隙波形图。

图4是一个实施例中故障严重程度测量的气隙波形图。

图5是一个实施例中发电机空载下的气隙波形图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，发电机转子绕组匝间短路在线诊断仪可包括装设在发电机定子和转子气隙中的探测线圈(固定在定子槽楔中)、数据采集电路100、A/D转换电路200和故障判断模块300。

本实施例中，探测线圈采用微分探测线圈。对于已经安装有探测线圈的发电机，本实用新型诊断仪的数据采集电路100可连接在探测线圈的输出端上。对于未安装微分探测线圈的发电机，首先需要绕制用于探测的微分线圈，然后再嵌入到发电机中。图2是本实施例中微分探测线圈安装位置示意图。其中，标号10是极轴，11是槽漏磁通，12是极前槽，13是线圈和槽号数，14是槽，15是探测线圈，16是交轴。

数据采集电路100采集探测线圈的输出电压，进行放大处理后输出到A/D转换电路200，由A/D转换电路200转换为数字信号后输出到故障判断模块300中。由于数据采集电路100和A/D(模拟信号转数字信号)转换电路是目前较成熟的技术，故不在此详述。图3是探测线圈输出的波形图。

本实施例中，故障判断模块300包括顺次相连的去噪单元301、特征点获得单元302、特征值计算单元303、判断单元304、报警单元305和存储单元306。特征点获得单元302包括顺次相连的特征点采集单元308、特征点聚类滤波单元309、特征点统计滤波单元310和有效特征点分离滤波单元311。故障判断模块300可以是数字信号处理器，如计算机。