一种用于发电机匝间短路故障严重程度的诊断装置及方法与流程

1.本发明涉及发电机匝间短路故障技术领域，特别涉及一种用于发电机匝间短路故障严重程度的诊断装置及方法。


背景技术：

2.目前，随着电力工业的飞速发展以及用电量的大幅提高，人们对发电机的可靠性提出了更高的要求。然而发电机的转子在制造工艺、绝缘材料上可能存在缺陷，且发电机转子在运行中由于受到机械应力、温度、油污等工作环境因素的影响，近年来出现了越来越多的转子匝间短路故障。转子匝间短路故障对发电机的安全运行危害比较大。例如，容易引起转子异常振动或振动幅值超标；另外，匝间短路点的高温可能造成邻近的匝间绝缘垫条的损伤，引发更严重的匝间短路，甚至引起转子绕组接地故障，烧坏转子绕组或转子本体；另外，匝间短路还可能使转子大轴磁化，进一步加剧转子运行中的振动，可能损坏轴瓦或轴颈，并形成恶性循环，严重危及发电机的安全运行。因此，当前对发电机转子进行定期检测发电机转子是否发生匝间短路故障尤为重要。
3.现有的故障检测只能单一检测故障是否发生，但是不能检测故障的严重程度，如果不能检测出故障的严重程度，那么只能全部停机检修，造成了较多的经济损失。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于发电机匝间短路故障严重程度的诊断装置及方法，解决了现有技术中存在的上述不足。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.本发明提供的一种用于发电机匝间短路故障严重程度的诊断方法，包括以下步骤：
7.步骤1，分别向发电机转子绕组集电环的内环和外环发射低电压脉冲；
8.步骤2，分别接收内环的反射脉冲和外环的反射脉冲；
9.步骤3，根据外环的反射脉冲和内环的反射脉冲生成响应差值波形；
10.步骤4，将得到的响应差值波形与预设的特征波形数据库进行匹配；
11.步骤5，根据匹配结果对发电机匝间短路故障严重程度进行诊断。
12.优选地，步骤4中，所述预设的特征波形数据库包括发电机转子绕组匝间不同程度的短路故障对应的特征波形。
13.优选地，步骤4，将得到的响应差值波形与预设的特征波形数据库进行匹配，具体方法是：
14.计算得到的响应差值波形与特征波形数据库中的任意一个特征波形之间的吻合度；
15.当得到的吻合度大于等于预设阈值时，则判断该响应差值波形与特征波形数据库中的该特征波形匹配成果；否则，则判断该响应差值波形为正常波形。
16.优选地，步骤5中，根据得到的吻合度对发电机匝间短路故障严重程度进行诊断，具体方法是：
17.将匹配成功的特征波形数据库中的该特征波形对应的故障严重程度作为该响应差值波形对应的故障严重程度，进而作为发电机匝间短路故障严重程度。
18.一种用于发电机匝间短路故障严重程度的诊断装置，包括脉冲发生器、脉冲接收器和控制器，其中，脉冲发生器用于向发电机转子绕组集电环的内环和外环发射低电压脉冲；所述脉冲接收器用于接收内环的反射脉冲和外环的反射脉冲；所述控制器用于控制脉冲发生器和脉冲接收器的启停，同时，用于根据接收到的内环的反射脉冲和外环的反射脉冲对发电机匝间短路故障严重程度进行诊断。
19.优选地，所述控制器还包括计算模块、匹配模块和诊断模块，其中，所述计算模块用于根据外环的反射脉冲和内环的反射脉冲生成响应差值波形；所述匹配模块用于将得到的响应差值波形与预设的特征波形数据库进行匹配；所述诊断模块用于根据匹配结果对发电机匝间短路故障严重程度进行诊断。
20.优选地，所述控制器还连接有用于根据发电机匝间短路故障严重程度发出对应的警报信息的报警模块。
21.优选地，所述控制器还连接有用于存储生成的响应差值波形的存储器。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.本发明提供的一种用于发电机匝间短路故障严重程度的诊断装置及方法，能够使得发动机的故障能够被及时检测，并且能够根据检测出故障的严重程度，确定发动机是否需要停机整修，即，对于严重的故障进行停机整修，对于不严重且不影响运行的故障待确定整修时间进行集中维修即可，不必再全部停机，影响发电机对其他设备的供电，提高发电效率。
附图说明
24.图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.请参阅图1，本发明提供的一种用于发电机匝间短路故障严重程度的诊断方法，包括如下步骤：
28.控制脉冲发生器向发电机转子绕组集电环的内环和外环分别注入一连续的低电压脉冲；
29.接收所述发电机转子绕组反馈的内环反射脉冲和外环反射脉冲；
30.根据所述内环反射脉冲和外环反射脉冲生成响应差值波形；
31.在一预先设置的特征波形数据库中查找与所述响应差值波形相匹配的特征波形；
32.根据与所述响应差值波形相匹配的特征波形向报警器发送波形信息；
33.所述报警器根据所述波形信息判断该波形信息是否属于异常波形信息；如果所述波形信息属于异常波形信息，则报警器开始响应对应的警告策略；如果所述波形信息不属于异常波形信息，则报警器保持沉默。
34.若施加传统交流电压可能会对发电机匝间绝缘产生损伤，本发明使用同等电压下的脉冲信号施加时间极短，一般为微秒级，等效电压较小，脉冲信号不会对发电机匝间绝缘产生破坏性损伤。
35.通过上述设置，能够使得发动机的故障能够被及时检测，并且能够根据检测出故障的严重程度，确定发动机是否需要停机整修，即，对于严重的故障进行停机整修，对于不严重且不影响运行的故障待确定整修时间进行集中维修即可，不必再全部停机，影响发电机对其他设备的供电，提高发电效率。
36.进一步地，预先设置所述特征波形数据库，所述特征波形数据库存储有发电机转子绕组不同程度匝间短路故障时的特征波形。
37.以此，能够使得波形特征能够快速被匹配设别，加快故障识别速度。
38.进一步地，记录器将每一次发往报警器的波形信息进行记录，并且形成线形图，根据所述线形图获得发电机的运行状态。
39.以此，工作人员能够对发电机的日常运行进行观察，检测靠近发电机故障波形信息，判断发电机的运行状态是否稳定。
40.进一步地，所述报警器根据所述波形信息判断该波形信息是否属于异常波形信息的步骤包括：判断所述波形信息与发电机转子绕组短路故障时的特征波形的吻合度，根据所述吻合度判断该波形信息是否属于异常波形信息。
41.进一步地，所述波形信息属于异常波形信息，则报警器开始响应对应的警告策略的步骤包括：将不同波形对应的故障按照严重程度分区，每个区域对应不同的色彩灯，当报警器接收到异常波形信息时，将波形信息发送到与之对应的区域，使得与该区域的色彩灯亮起。据此，能够快速判断出故障的严重程度并且提醒有关人员，并且辅助有关人员作出及时的判断。
42.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。