一种无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法，尤其是一种无刷励磁发 电机转子绕组匝间短路故障诊断方法，属于发电机故障诊断技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，在线检测转子绕组匝间短路故障的方法主要有探测线圈法、励磁电流法以 及基于转子基频振动的检测方法。
[0003] 探测线圈法是对发电机定子铁芯气隙中的旋转磁场进行微分，然后通过分析信号 微分后的波形来诊断转子绕组是否存在匝间短路故障以及故障槽的位置。但是，该方法只 适合诊断分布式绕组的隐极电机而且只在电机空载状态才能获得较高的监测可靠性，而当 电机带载运行时，探测效果并不明显，检测准确度较差。
[0004] 励磁电流法是根据短路故障前后励磁电流的变化来监测转子短路故障，但是无刷 励磁系统的励磁电流是不可测的，该方法不适用于无刷励磁发电机。
[0005] 基于电机转子的基频振动的检测方法是通过分析转子的振动信号来检测故障的， 然而转子振动是机电交叉作用的结果，包括质量不平衡和动偏心等初始状态的影响，这使 得短路发生后电机的基频振动可能仍处于正常范围，无法检测出故障。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊 断方法。
[0007] 本发明所采取的技术方案是：
[0008] 一种无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法，包括以下步骤：
[0009] 步骤1 :反向计算所述无刷励磁发电机正常状态下无功功率理论值Q;
[0010] 步骤2 :计算所述无刷励磁发电机的无功功率实测值Q'与无功功率理论值Q的无 功功率相对偏差a%:
【主权项】
1. 一种无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法，其特征在于：包括以下步 骤： 步骤1 :反向计算所述无刷励磁发电机正常状态下无功功率理论值Q ; 步骤2 :计算所述无刷励磁发电机的无功功率实测值Q'与无功功率理论值Q的无功功 率相对偏差a% :
(1) 其中U是定子电压，Xd是纵轴同步电抗； 步骤3 :如果所述无功功率相对偏差a%大于预设阈值，判断无刷励磁发电机转子绕组 存在匝间短路故障；否则，判断无刷励磁发电机转子绕组不存在匝间短路故障。
2. 根据权利要求1所述的无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法，其特征在 于：所述步骤1包括以下分步骤： 步骤1-1 :采集所述无刷励磁发电机正常运行时的电气参数，计算所述无刷励磁发电 机正常运行时发电机励磁Ifd;所述电气参数包括有功功率P、无功功率Q、定子电压U和励 磁机的励磁电流I f; 步骤1-2 :建立所述无刷励磁发电机无功功率计算模型Q(P，U，Ifd): 以所述无刷励磁发电机正常运行时的有功功率P、无功功率Q、定子电压U和励磁机的 励磁电流If为输入数据，以无功功率Q为输出数据，拟合无功功率计算模型Q (P，U，I fd); 步骤1-3 :同步采集所述无刷励磁发电机运行时的无功功率Q'、有功功率P'、定子电压 U'和励磁机的励磁电流I' f，计算所述无刷励磁发电机运行时的励磁电流I' fd; 步骤1-4 :将所述无刷励磁发电机运行时的有功功率P'、定子电压U'和励磁电流I' fd 带入无功功率计算模型Q (P，U，Ifd)，计算所述无刷励磁发电机运行时的无功功率理论值Q。
3. 根据权利要求2所述的无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法，其特征在 于：所述步骤1-2使用神经网络拟合所述无功功率计算模型Q (P，U，Ifd)。
【专利摘要】本发明公开了一种无刷励磁发电机转子绕组匝间短路故障诊断方法，包括反向计算所述无刷励磁发电机正常状态下无功功率理论值Q、计算所述无刷励磁发电机的无功功率实测值Q’与无功功率理论值Q的无功功率相对偏差和比较无功功率相对偏差与预设阈值大小关系判断转子绕组匝间短路故障是否发生的步骤。它提高了无刷励磁发电机转子绕组匝间短路检测方面准确性。弥补了无刷励磁发电机采用励磁电流法时励磁电流不可测的缺陷，可以对任意工况下的故障进行检测，判据的大小可以直接反映短路故障的严重程度。它不必增加新的监测点，操作简便，灵敏度高，节约成本。
【IPC分类】G01R31-02
【公开号】CN104764974
【申请号】CN201510175043
【发明人】李永刚, 马明晗, 武玉才, 班国邦
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月14日