[发明专利]发电机转子匝间短路诊断方法及装置

说明书

本发明提供了一种发电机转子匝间短路诊断方法及装置。该方法包括：获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；对故障解调谱的频率成分进行提取，判断故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；当转子绕组存在匝间短路时，根据故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。本发明针对发电机转子绕组利用阻抗频域特性进行诊断的方式，并结合了故障解调谱和二次频谱分析诊断具有较高的灵敏度，实施方便，可实现对故障位置的准确定位。

技术领域

本发明涉及发电机转子匝间短路故障诊断技术领域，尤指一种发电机转子匝间短路诊断方法及装置。

背景技术

大型汽轮发电机的转子一般采用隐极式绕组，转子绕组的正负极线圈在几何结构和物理连接上具有高度的对称性。大型同步发电机是电力系统的重要设备，其安全稳定运行意义重大。同步发电机的运行故障几乎最终都体现在绝缘失效上。发电机由于转子结构的特殊性以及机组运行工况的变化，转子匝间短路成为大型同步发电机的常见故障，发生概率较高。转子匝间短路会引起机组振动增加、轴电压升高等异常现象，严重者会导致转子接地、大轴磁化等问题，导致机组被迫停机，后续处理往往需要返厂，周期长，严重影响了电厂的运行效益，增加了检修成本。

发电机转子绕组匝间短路故障的离线诊断方法主要包括交流阻抗法、极间电压和分包压降法、重复脉冲示波法等。交流阻抗法灵敏度较低，需要施加较高电压和较大电流，极间电圧和分包压降法必须在膛外状态下进行，需要施加较高电压才能保证足够的灵敏度。重复脉冲法具有较高的灵敏度，电压低，实施方便，但是重复脉冲的波形难以统一，从而导致故障诊断缺少统一的标准。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种发电机转子匝间短路诊断方法，所述方法包括：

获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；

对故障解调谱的频率成分进行提取，判断所述故障解调谱是否存在特征频率，若存在特征频率，则转子绕组存在匝间短路；

当所述转子绕组存在匝间短路时，根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置。

可选的，在本发明一实施例中，所述根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱包括：根据已获得的转子绕组的初始频谱，采用单端方式，根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱；或根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱。

可选的，在本发明一实施例中，所述提取所述故障解调谱的特征频率包括：对所述故障解调谱的对数幅值谱进行傅里叶反变换，得到所述故障解调谱的二次谱；根据所述二次谱，确定所述故障解调谱的特征频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述特征频率为单端故障解调谱的二次谱中相互分立的两个正峰值所对应的频率，或双端故障解调谱的二次谱中相互分立的正峰值和负峰值所对应的频率。

可选的，在本发明一实施例中，所述根据所述故障解调谱的特征频率，确定匝间短路的故障位置包括：根据特征频率数值代表的故障点位置信息，得到故障点与测量端口的距离与整个转子绕组长度的比例，确定匝间短路的故障位置。

本发明实施例还提供一种发电机转子匝间短路诊断装置，所述装置包括：

频谱采集模块，用于获取相同测试条件下转子绕组的频域输入阻抗初始频谱及频域输入阻抗当前频谱；

频谱处理模块，用于根据初始频谱及当前频谱，确定同一端口下的故障解调谱，或者根据当前频谱，确定两端口的故障解调谱；