[发明专利]用于检测特别是在风力涡轮机的发电机中的电机的定子中的电气故障的方法

说明书

一种用于检测电机的定子中的电气故障的方法，其中，所述定子包括多组的绕组，其中，每组的绕组被分配给所述电机的相应相，所述方法包括以下步骤：确定相应电流：第一，在绕组的组中的一组的子组和绕组的相同组的不同的另外的子组之间，和/或第二，在绕组的组之一的子组和中性点之间，和/或第三，在中性点和另外的中性点或至少连接到所述中性点和所述另外的中性点的公共中性点之间，评估故障条件，其中，所述故障条件的满足取决于相应的所确定的电流，以及当所述故障条件满足时，向个人和/或设备输出故障信号。

技术领域

本发明涉及一种用于检测尤其是风力涡轮机的发电机中的电机的定子中的电气故障的方法，其中，定子包括了多组绕组，其中，每组的绕组被分配给电机的相应相。本发明还涉及一种电机装置和一种风力涡轮机。

背景技术

定子中的电气故障，尤其是绕组中的相邻匝之间的短路（也称为匝故障），是电机中的常见故障模式。当电机用作发电机时，这种电气故障可能导致强烈的局部发热，并因此导致损坏发电机和周围部件的风险。当电机用作电动机时，也会出现类似的问题。因此，在这种电气故障可能导致进一步的损坏之前，需要尽可能快地检测出这种电气故障以进行停机、更改电机的操作和/或通知维修人员是高度相关的。

用于检测匝故障的方法在现有技术中是公知的。通常，例如通过使用负序电压来检测由于匝故障而引起的电机的电气不平衡。这种方法在例如文献US 2011/0187304A1中公开了。在发电机驱动负载时进行这种测量，因此潜在地产生非常高的电流，并且因此当存在匝故障时会导致强的局部发热。这可能会引起火灾或对另外的部件的损坏。

还可通过测量由于由电气故障引起的扭矩脉动而导致的发电机的振动来潜在地检测匝故障。然而，在大型机器中，由多个并联路径中的单个路径中的匝故障引起的扭矩脉动相对较小，因此所产生的振动相对较小，因此这种方法的灵敏度就相对较低。即使当检测到故障时，通常也不可能识别出大型机器的许多绕组中的哪个绕组包括电气故障。

发明内容

因此，要解决的问题是提供一种改进的故障检测，其具有较低的损坏另外的部件的风险和/或增加的灵敏度，这优选地允许一定程度的故障定位。

通过最初描述的方法解决了该问题，该方法包括以下步骤：

-确定相应电流：

第一，在包括一组中的至少一个绕组的绕组的组之一的子组和包括同一组中的至少一个另外的绕组的同一组绕组的不同的另外的子组之间，和/或

第二，在包括一组中至少一个绕组的绕组的组之一的子组和连接到每个组中至少一个绕组的中性点之间，和/或

第三，在连接到每个组的至少一个绕组的中性点和连接到每个组的至少一个另外的绕组的另外的中性点或至少连接到中性点和另外的中性点的公共中性点之间，

-评估故障条件，其中，所述故障条件的满足取决于相应的所确定的电流，以及

-当满足所述故障条件时，向个人和/或设备输出故障信号。

每个组的绕组被分配给电机的相应相。每个相应组的绕组可被连接到电机的相应相连接。相应的相连接例如可以与接线盒和/或发电机断路器连接。子组可以例如包括定子的给定节段中的某个组的单个绕组或所有绕组。

电机可以是发电机或电动机。当电动机用作电机时，在测量一个或多个电流的同时，电动机尤其可以转动和/或其转速可以通过例如由手动转动或由另外的电动机提供的外部扭矩来增加。

该方法利用的事实是，定子中的电气故障改变了包括这种故障的绕组的阻抗。这对于在绕组的相邻匝之间产生短路的匝间故障尤其成立。由于单独的绕组连接到多相系统的可选接地的中性点，所以绕组之一的阻抗改变使该绕组的连接到相应组的相连接一侧上的电位偏移。这导致电路的点之间的电位差，否则该电位差将处于相同的电位，并因此产生了定子绕组内的环电流。