专利名称：水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流监测方法
技术领域：
本发明涉及一种水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流监测方法。
背景技术：
国内高校的学者对发电机转子绕组匝间短路故障做出许多理论上的研究，但目前在电机转子绕组匝间短路故障方面，仅仅在离线检测方面有相关的标准可以借鉴，在在线监测方面还未有一个清晰的技术规范形成。发电机转子绕组匝间短路故障的在线监测、早期预防和诊断是十分必要的，但是发电机转子匝间短路故障监测装置目前国内外均没有成熟可靠相关产品，大部分发电厂都认为发电机转子匝间短路故障监测装置由于信号采集难度较大，做成实用性产品的可能性不大。水轮发电机转子绕组发生匝间短路故障后，定子中性点各分支电流会产生以分数次谐波为主的不平衡电流，完全裂相横差保护和零序电流型横差保护的不平衡电流理论上主要以分数次谐波为主，不含基波分量。产生的分数次谐波主要跟发电机的极对数P有关，会出现1/P、2/P......N/P (N为自然数)等次数的谐波。准确地检测以分数次谐波为主的不平衡电流，是实现发电机转子绕组匝间短路故障在线监测的必要保证。以每工频周波N=32点采样、发电机极对数P=30为例，模拟被测电流中包含的部分分数次谐波有:5Hz、IOHz、20Hz、30Hz、40Hz，整数次谐波有:50Hz、150Hz、250Hz，各谐波电流峰值均为10mA，
图1是采用工频为基本数据窗对含有上述谐波的故障电流有效值进行计算并仿真，可以看出，常规的微机保护采样数据窗长度无法精确计算以分数次谐波为主的不平衡电流。为了更为精确地计算以分数次谐波为主的不平衡电流有效值，图2采用NXP为基本数据窗长度，同样以每工频周波N=32点采样、发电机极对数P=30为例，对故障电流有效值进行计算并仿真，从图2可以看出，该方法可以准确地计算出包含基波等各次谐波不平衡电流的总有效值(包含各次谐波的不平衡电流总有效值理论值为20mA，分数次谐波不平衡流有效值理论值为15.81mA)，但是无法滤除不平衡电流中的基波、三次谐波、五次谐波等，对实现发电机转子绕组匝间短路故障监测的灵敏度造成严重的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流检测方法，用以解决现有技术无法滤除不平衡电流中的基波、三次谐波和五次谐波，从而对故障监测的灵敏度造成影响的问题。为实现上述目的，本发明的方案是:一种水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流检测方法，步骤如下:
τ I P(I)根据发电机极对数，按公式'(丄x5Q) 确定基本数据窗长度，并按公式M=NXP确定基本数据窗采样点数，其中，T为数据窗长度，P为极对数，M为基本数据窗采样点数，N为每周波采样点数；(2)根据所述数据窗长度T，计算包含基波、各整数次谐波和各分数次谐波的不平衡电流总有效值；(3)按照基本数据窗采样点数M进行模拟量采样和数据保存，并根据采样数据对不平衡电流总有效值进行离散化处理，计算各分数次谐波和基波、三次谐波、五次谐波的不平衡电流有效值；(4)将离散化的不平衡电流总有效值减去基波、三次谐波和五次谐波不平衡电流有效值，得出分数次谐波不平衡电流总有效值；(5)根据计算出的分数次谐波不平衡电流总有效值、各分数次谐波不平衡电流有效值对水轮发电机转子匝间短路故障进行监测。进一步地，步骤(2)采用均方根值法计算包含各次谐波的不平衡电流总有效值，
权利要求
1.水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流监测方法，其特征在于，步骤如下: (O根据发电机极对数，按公式
2.根据权利要求1所述的水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流监测方法，其特征在于，步骤(2)采用均方根值法计算包含各次谐波的不平衡电流总有效值，即:
3.根据权利要求2所述的水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流监测方法，其特征在于，步骤(3)中采用基于基本数据窗的傅氏算法计算各分数次谐波和基波、三次谐波、五次谐波的不平衡电流有效值，即
4.根据权利要求3所述的水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流监测方法，其特征在于，计算分数次谐波不平衡电流总有效值的方法为:
全文摘要
本发明涉及水轮发电机转子匝间短路定子侧不平衡电流监测方法，该方法采用超长数据窗技术，可以根据发电机极对数，自动调整数据窗长度，实现不同机组分数次谐波的准确计算，本发明采用全新的算法，对故障环流有效值进行准确计算，有效滤除正常运行中不平衡电流的基波、三次谐波、五次谐波，极大地提高了发电机转子绕组匝间短路故障监测的灵敏度。
文档编号G01R19/00GK103245820SQ20131015366
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者郭宝甫, 刘志文, 陈海龙, 孙宇光, 肖志刚, 王威, 李俊霞, 刘艳东, 郭玉宝 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 国家电网公司