[发明专利]用于检测多相无刷励磁机的电枢绕组故障的方法和系统

说明书

本发明实施例提供一种用于检测多相无刷励磁机的电枢绕组故障的方法和系统及存储介质。方法包括：在多相无刷励磁机的相距P极的两个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈，其中，P为多相无刷励磁机的极对数；将所绕制的两个子探测线圈反向串联，以获得磁极探测线圈，其中，磁极探测线圈的端口保持开路状态；检测磁极探测线圈的实际端口电压；计算实际端口电压的各次谐波分量的有效值；计算第一监测值Csubgt;a/subgt;；将第一监测值Csubgt;a/subgt;与第一阈值ksubgt;l/subgt;相比较，如果第一监测值Csubgt;a/subgt;大于或等于第一阈值ksubgt;l/subgt;，则确定多相无刷励磁机存在电枢绕组内部短路或电枢断线故障，否则，确定多相无刷励磁机不存在电枢绕组内部短路及电枢断线故障。可提高故障监测的灵敏度和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统主设备继电保护及在线监测技术领域，更具体地涉及一种用于检测多相无刷励磁机的电枢绕组故障的方法和系统及存储介质。

背景技术

多多相环形绕组无刷励磁系统已经广泛应用于大型核电机组中，是核能发电系统中重要的组成部分，无刷励磁系统的安全稳定运行对于整个发电系统至关重要。但是，目前无刷励磁系统仅采用“弱保护”配置，一般的无刷励磁系统出厂仅配置简单的定子过流保护和旋转整流器二极管故障检测装置(DNC)保护，近年来由励磁机故障引起的停机检修事故也时有发生，“弱保护”的现状已经限制到大容量无刷励磁系统的发展。多相环形绕组无刷励磁机(简称为多相无刷励磁机)可能发生的电气故障种类很多，例如定子励磁绕组匝间短路(即本文所述的定子励磁绕组故障)、转子电枢绕组内部短路、旋转整流器二极管开路和电枢断线等，这些电气故障都会对无刷励磁系统以及整个核电系统的安全运行带来严重威胁。

图1示出现有多相无刷励磁机的部分结构的示意图。无刷励磁机本质上是反装的发电机，正常运行时励磁绕组是静止的，电枢绕组和整流器是高速旋转的，电枢绕组中的交流电通过整流器整流为直流电后直接供给同轴旋转的主发电机的励磁绕组。无刷励磁机由于取消了碳刷和滑环结构一方面降低了维修成本，提高了运行稳定性，另一方面也因此带来了其他问题。例如，无刷励磁机的电枢绕组和整流器是处于高速旋转的工作状态，在系统运行时难以对电枢绕组及整流器的安全进行实时监测。由于实际运行中电枢绕组工作在强离心力、大电流的工况下，长时间运行会发生老化、绝缘磨损等情况，会加大内部短路故障发生的概率。断线故障发生在电枢绕组与整流器之间的连接处，也很难进行实时监测。目前提出一种基于定子励磁电流的电枢绕组内部短路及电枢断线故障检测方法，通过旋转整流器二极管开路在定子励磁电流中引起的谐波分量来进行故障鉴别。这种方法的缺点在于，励磁机的定子励磁绕组电压通常是由交流电压源整流得到，会在运行中引入电流的固有谐波；并且定子励磁电流会受到自动电压调节器的影响，这些因素都会影响故障判据的准确性。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种用于检测多相无刷励磁机的电枢绕组故障的方法和系统及存储介质。

根据本发明一个方面，提供了一种用于检测多相无刷励磁机的电枢绕组故障的方法，包括：

在多相无刷励磁机的相距P极的两个磁极中的每个磁极上分别绕制子探测线圈，其中，P为多相无刷励磁机的极对数；

将所绕制的两个子探测线圈反向串联，以获得磁极探测线圈，其中，磁极探测线圈的端口保持开路状态；

检测磁极探测线圈的实际端口电压；

计算实际端口电压的各次谐波分量的有效值；

根据以下公式计算第一监测值C_a：